인공지반동결 시스템을 이용한 동결차수벽의 실험적 연구

Experimental Study of Frozen Barrier Using Artificial Ground Freezing System

  • 신은철 (인천대학교 토목환경공학과) ;
  • 강희명 (인천대학교 토목환경공학과) ;
  • 박정준 (인천대학교 토목환경공학과) ;
  • 김성환 ((주)장원기술단 기획실)
  • 투고 : 2009.08.17
  • 심사 : 2009.09.28
  • 발행 : 2009.09.30

초록

본 연구는 유류나 각종 비수용성오염물질로 오염된 지반에 인공동결공법을 이용한 차수벽을 형성하여 지하수의 이동으로 인한 오염물질의 확산을 방지하기 위한 기초적 실험결과이다. 즉, 인공동결공법을 사용하여 동결차수벽을 형성하는데 있어 각각 포화도가 80%, 90%인 시료를 조성하여 동결모형실험을 수행하였다. 인공동결공법을 이용하여 형성시킨 동결차수벽이 동결시간이 길어짐에 따라 포화도 90%인 시료가 포화도 80%인 시료보다 1시간정도 차수벽이 빨리 형성되었다. 또한, 동결진행시간 12시간 이후의 동결차수벽은 두 시료 모두 가장 얇게 형성된 곳이 50mm의 두께로 형성되어 시간에 따른 동결영역확대로 폐기물 매립지 및 오염지역의 차폐를 위한 차수벽, 오염물질 흐름제어 등에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

The purpose of this study was to prevent spreading of contaminants from movement of underground water by creating a barrier using artificial freezing method on a soil contaminated by oils and various NAPLs. Specimens with 80% and 90% degrees of saturation were prepared to form freezing barrier using artificial freezing method. With increasing freezing time of freezing barrier, barrier was formed faster in the specimen with 90% degree of saturation by about an hour compared to the specimen with 80% degree of saturation. In addition, thinnest thickness of frozen barrier in both specimens was 50mm after 12 hours of freezing time, showing expansion of freezing area with time. The results of this study can be applied to barrier in waste reclamation sites and contaminated regions or to flow control of contaminants.

키워드

참고문헌

  1. 고석오 (2002) "토양 및 지하수 복원기술 동향 및 현장적용 : 유류오염을 중심으로", 지반환경 심포지움, 한국건설기술연구원, pp.127-155.
  2. 신은철, 박정준 (2003), "동결토의 동상팽창압 특성에 관한 실험적 연구", 한국지반공학회 논문집, 제19권, 2호, pp.65-74.
  3. 신은철, 강정구, 박정준 (2009), "지반동결에 따른 지하구조물의 열적 안정성", 한국지반공학회 논문집, 제25권, 3호, pp.65-74.
  4. 신은철, 류병현, 박정준 (2009), "변형된 동결-융해 시험장치를 이용한 동상민감성흙의 지반 공학적 특성", 한국토목섬유학회논문집, 제8권, 1호, pp.53-59.
  5. 윤건신, 김영진, 백용기, 조현준 (2007), 인공동결공법의 설계.시공 및 현장적용 기술개발, (주)특수건설, pp.9-23.
  6. 정하익, 이용수, 우제윤 (1995), 오염지반 및 지하수 정화기술에 관한 연구, pp.99-122.
  7. Andersland, O. B. and Ladanyi, B. (1994), An Introduction to Frozen Ground Engineering, Champman & Hall.
  8. Konard, J. M. and Mogenstern, N. R. (1980), "A mechanistic theory of ice lens formation in fine-grained soils", Canadian Geotechnical Journal, Vol.17, pp.473-486. https://doi.org/10.1139/t80-056
  9. Lunardini, V. J. (1981), Heat Transfer in Cold Climates, Van Nostrand Reinhold, New York.
  10. Nixon, J. F. (1991), "Discrete ice lens theory for frost heave in soils", Canadian Geotechnical Journal, Vol.28, pp.843-859. https://doi.org/10.1139/t91-102
  11. Nixon, J. F. (1992), "Discrete ice lens theory for frost heave beneath pipelines", Canadian Geotechnical Journal, Vol.29, pp.487-497. https://doi.org/10.1139/t92-053