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Model Experiment for Evaluating Internal Erosion Resistance Around Embankment Box-culvert Using Biopolymer T reated Soil

바이오폴리머 혼합토를 활용한 제방 통문 주위 내부침식 저항성 평가를 위한 모형실험

  • Kim, Minjin (Department of Civil and Environmental Engineering, Myongji University) ;
  • Moon, Junho (Department of Civil and Environmental Engineering, Myongji University) ;
  • Kim, Chanhee (Department of Civil and Environmental Engineering, Myongji University) ;
  • Kim, Younguk (Department of Civil and Environmental Engineering, Myongji University)
  • Received : 2021.11.05
  • Accepted : 2021.11.19
  • Published : 2021.12.01

Abstract

River-side Embankment collapse involves various causes. The embankment collapse due to internal erosion around embedded structures reaches up to more than 10% in Korea. Many studies are being attempted to prevent from the collapse of the embankment rooted from overtopping and instability as well as internal erosion. One of them is the study on the application of biopolymers. The application of biopolymers to soils are divided into enhancing strength, vegetation and erosion resistance. This study investigated the effect of biopolymer treated soil on erosion resistance. The main goal of the study is to obtain basic data for real-scale experiments to verify the effectiveness of biopolymer treated soil embankment including a review of the collapse pattern in the model embankment with various test conditions. The optimized experimental conditions were selected by examining the erosion patterns according to each induction path with three compaction degree of the model embankment. As a result of the experiment, the internal erosion rate in the embankment to which the biopolymer treated soil was applied is greatly reduced, and it could be concluded that it might be applied to the actual embankment. However, in this study, the conclusion was drawn only within the scaled-down model embankment. In order to practically apply the biopolymer treated soil to the embankment, the study considering the scale effect would be needed.

우리나라 제방 중 내부침식에 의한 붕괴는 약 10% 이상을 차지하고 있다. 내부침식 뿐만 아니라 월류, 제체 불안정 등으로 인한 제방의 붕괴를 사전에 방지하고 최소한의 피해를 위하여 다양한 연구들이 시도되고 있고, 그 중 하나가 바이오폴리머 적용에 관한 연구이다. 바이오폴리머의 적용 분야에는 강도, 식생, 내침식성으로 나뉘며 본 연구에서는 내침식성에 대한 내용을 다룰 것이다. 본 연구의 목적은 모형제방의 다짐도 및 내부침식 유도로에 따른 붕괴양상을 검토하고 적합한 조건을 선정하여 바이오폴리머 혼합토 제방의 효과를 검증하기 위한 실규모 실험 기초자료를 확보하는 것이다. 모형제방의 다짐도를 상, 중, 하로 나누어 각각의 유도로 조건에 따른 침식양상을 검토하여 가장 적합한 실험 조건을 선정하였으며, 바이오폴리머 혼합토 처리 유무에 따른 효과를 확인하였다. 실험결과, 바이오폴리머 혼합토를 적용한 제방에서의 내부침식률이 크게 감소하였으며, 실제 제방에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 그러나 본 연구에서는 스케일을 축소시킨 모형제방에 바이오폴리머 혼합토를 적용하여 실제 적용 가능한지 여부를 연구하였다. 따라서, 실제 현장적용성 평가를 위해서는 실규모 제방실험이 필요할 것으로 판단된다.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 국토교통부/국토교통과학기술진흥원 물관리 연구사업(과제번호:21AWMP-B160248-06)에 의해 이루어진 것으로, 이에 감사드립니다.

References

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