Journal of the Korean GEO-environmental Society (한국지반환경공학회 논문집)

Korean Geo-Environmental Society (한국지반환경공학회)
권호 표지

Thermal Resistant Characteristics of Flowable Backfill Materials Using Surplus Soil for Underground Power Utilities

굴착잔토를 재활용한 지중 전력케이블 유동성 뒤채움재의 열저항 특성

  • Received : 2010.07.09
  • Accepted : 2010.09.13
  • Published : 2010.10.01
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Abstract

In the case of underground power utilities pipe such as circular pipe, the most difficult problem is low compaction efficiency of the bottom of pipe inducing the failure of utilities. To overcome this problem, various studies have been performed and one of these is CLSM(Controlled Low Strength Materials) accelerated flow ability. But underground power utilities pipe backfill materials is also needed to have good thermal property that can dissipate the heat as rapidly as it is generated. So, in this study, we performed thermal resistancy test for various materials such as sand, weathered soil, clay and mixed soil to analyze the thermal characteristics of CLSM(Controlled Low Strength Materials) with accelerated flow ability for various conditions(water content, unit weight, void ratio, curing time) and to evaluate the applicability for backfill material of underground power utilities pipe. The test results of 16 specimens for thermal resistancy test showed good thermal property that maintained below $85^{\circ}C\;cm/W$.

지중전력선은 연성관을 다발로 지하에 매설함으로 관의 하단부 다짐효율이 낮아 파손 등과 같은 구조적 문제점에 항상 노출되어 있고 이러한 문제점을 해결하기 위해서 다양한 방법들이 강구되어 왔으며 그중 하나가 유동성이 뛰어난 저강도 콘크리트의 개발이다. 그러나 지중전력선 뒤채움재는 이러한 구조적 안정성 뿐만 아니라 전력선에서 발생하는 열을 효율적으로 외부로 배출시키는 우수한 열적 특성도 동시에 요구된다. 따라서 본 연구에서는 급결성 유동성 뒤채움재의 물리, 역학적 조건에 따른 열 저항특성을 파악하고자 한다. 국내 토질조건을 고려하여 풍화토, 자갈, 점토를 혼합한 혼합토 총 17종류의 다양한 토양에 대해서 고화재를 적용하여 물리, 역학적 특성(함수비, 단위 중량, 간극비, 양생 시간)에 따른 열저항 특성을 파악하고, 현장의 적용성을 확인하고자 실증실험을 수행하였다. 연구결과, 실제 지반조건과 유사한 17종 혼합토에 대해서 수축팽창, 양생조건을 고려한 실내실험과 현장토에 대해서 실험을 수행한 결과, 다양한 현장조건에 대해서 $85^{\circ}C\;cm/W$ 이하 열 저항성 값으로 우수한 열특성을 나타냈다.

Keywords

Acknowledgement

Grant : 굴착 잔토를 재활용한 급결성 콘크리트 개발

References

  1. 김대홍, 이대수(2002), 지중송전관로 되메움재의 열저항 특성, 한국지반공학회 논문집, Vol. 18, No. 5, pp. 209-220
  2. 박재헌, 이관호, 조재윤, 김석남(2004), 현장발생토 CLSM을 이용한 지하매설관의 변형특성, 한국지반공학회 논문집, Vol. 20, No. 3, pp. 129-139.
  3. 백성권, 안형준(2005), 지열냉난방시스템 적용을 위한 지반의 열전도 특성에 관한 연구, 2005 하계학술발표대회, 대한설비공학회, pp. 356-361.
  4. 신방웅, 김홍룡, 최기봉(2002), 건설재료학, 구미서관, pp. 20-35.
  5. 이관호, 박재헌(2006), 파형강관을 이용한 지하매설물용 뒤채움재 설계 및 시공성 평가, 한국도로학회 논문집, Vol. 8, No. 2, pp. 63-74.
  6. 이대수 등(2006), 굴착 잔토를 재활용한 지중 전력구조물 뒷채움재 개발, 연구보고서, 한국전력공사, pp. 183-202.
  7. 조재윤, 이관호, 이인모(2000), 유동특성을 이용한 폐주물사 혼합물의 옹벽뒷채움재 연구, 한국지반공학회 논문집, Vol. 16, No. 4, pp. 17-30.
  8. 천선호, 정상섬, 이대수, 김대홍(2006), 굴착 잔토를 재활용한 지중전력구조물 뒷채움재의 역학적 특성, 대한토목학회 논문집, Vol. 26, No. 5, pp. 303-312.
  9. 최항석, 이철호, 최효범, 우상백(2008), 지중열교환기용 뒤채움재의 물리적 특성연구, 한국지반공학회 논문집, Vol. 24, No. 1, pp. 37-49.
  10. Jakardhanam, R., Burns, F., and Peindl, R. D.(1992), Mix Design for Flowable Fly-ash Backfill Material, Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 4, No. 3, pp. 252-262. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(1992)4:3(252)
  11. Kersten, M.S.(1949), Thermal Properties of Soil, Report, Bulletin of the University of Minnesota, Institute of Technology, pp. 55.
  12. M.A.Martin, Jr 등(1981), IEEE Guide for Soil Thermal Resistivity Measurements, IEEE Std 442-1981, pp. 6-15.
  13. Shannon, W. L. and Wells, W. A.(1947), Tests of Thermal Diffusivity of Granular Materials, Proceedings of ASTM, Vol. 47, pp. 1044-1053.
  14. Tarun, R. K., Shiw, S. S. and Bruce, W. R.(2001) Performance and Leaching Assessment of Flowable Slurry, Journal of Environmental Engineering, Vol. 127, No. 4, pp. 359-368. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(2001)127:4(359)
  15. Wayne, S.A. (1994), Controlled Low Strength Materials (CLSM), ACI 229R-94, pp. 2-3.
  16. Yoshinari, N., Hironori, M., Makoto, U., Hiroshi, S., Takeshi, I. and Satoshi, M.(2007), Development on the Mortar Material for Cable Systems in a Directional Drilling, 7th International Conference on Insulated Power Cable, Jicable, Versailles-France, pp. 684-689.