Effect of Cycles of Wetting and Drying on the Behavior of Retaining Walls Using Reduced-Scale Model Tests

축소 모형실험을 이용한 습윤-건조 반복작용이 옹벽 구조물의 거동에 미치는 영향

This paper presents the results of a reduced-scale physical model investigation into the behavior of retaining walls subject to cycles of wetting and drying due to rainfall infiltration. Reduced-scale model walls equipped with a water spraying system that can simulate the wetting process were first constructed and a series of tests were conducted with due consideration of different rainfall intensities and backfill soil types. The results indicate that cycles of wetting and drying process have adverse effects on the wall behavior, increasing wall deformation as well as earth pressure acting on the wall, and that the first cycle of wetting and drying process has more pronounced effect on the wall performance than the ensuing cycles. It is also shown that the degree to which the wetting and drying cycles affect the wall behavior depends greatly on the backfill soil type, and that the larger the fine contents, the greater is the effect of cycles of wetting and drying on the wall behavior. Practical implications of the findings from this study are discussed in great detail.

본 논문에서는 계절적 환경변화로 인한 습윤-건조 반복과정에 노출되는 옹벽구조물의 거동에 관한 축소 모형실험 연구 내용을 다루었다. 이를 위해 먼저 습윤-건조 과정을 모사할 수 있는 모형 옹벽 실험 장치를 구축하고 강우강도 및 뒤채움흙의 종류 등을 매개변수로하여 다양한 조건에 대한 실험을 수행하였다. 그 결과 강우로 인한 습윤-건조 반복 과정은 옹벽의 변위를 증가시키고 토압을 증가시키는 등 거동 측면에서 불안정성을 야기시킬 수 있는 인자로 검토되었다. 한편, 전반적으로 첫 번째 습윤-건조 사이클에서 변위가 가장 크게 발생하고 그 이후 습윤 사이클에서의 변위 증가량은 사이클이 진행되면서 감소되는 것으로 관찰되었다. 아울러 이러한 습윤-건조 반복과정의 영향은 뒤채움흙의 종류에 따라 그 정도가 차이나는 것으로 나타났으며 세립분 함유량이 클수록 습윤-건조 반복작용의 영향이 큰 것으로 검토되었다.