Effect of Water on the Lightweight Air-Mixed Soil Containing Silt Used for Road Embankment

This study was especially conducted to find out the characteristics of the lightweight air-mixed soil (slurry density 10 kN/$m^3$) containing silt related to water. Compression strength, permeability, and capillary height of the lightweight air-mixed soil were studied, and also to support these studies, the structure of that soil was analyzed in detail. Air bubbles of various sizes are inside the lightweight air-mixed soil, and its distribution in a location is almost constant. A numerous tiny pores are inside the air bubbles so that the lightweight air-mixed soil can be saturated with water. Porosity is also estimated through the image analysis. Peak strength of the lightweight air-mixed soil is not dependent on water, but behavior of stress-strain is affected by the water. Permeability is about $4.857{\times}10^{-6}cm/sec$, which is a little bit higher than the clay's permeability. Capillary rise occurs rapidly at the beginning of the test until the lapse of 100 minutes and then its increase rate becomes slow. The capillary rise causes the increase of the density of the lightweight air-mixed soil, and thus it is required to pay attention to this phenomenon during structure design and maintenance of the lightweight air-mixed soil.

도로성토체로 사용된 실트질 계열의 경랑기포혼합토에 대한 물의 영향

본 연구는 특별히 물과 관련된 실트질 계열의 경량기포혼합토(기포슬러리밀도 10kN/$m^3$ 대상)의 특성변화를 알아보기 위해 수행되었다. 일축압축강도, 투수계수, 모관상승고 등에 대한 연구가 이루어졌으며, 이들 연구를 뒷받침할 수 있는 경량기포혼합토의 미세구조에 대한 연구도 아울러 진행되었다. 사진을 통한 미세 구조 분석 결과 경량기포혼합토 내의 기포는 다양한 크기로 존재하며, 위치별 기포의 분포는 거의 일정한 것으로 밝혀졌다. 또한 기포 안에 아주 많은 미세한 공극들이 존재하여 물에 의해 경량기포혼합토가 포화상태에 가까이 도달될 수 있음이 밝혀졌다. 이미지를 이용한 간극률 산정도 같이 이루어졌다. 일축압축강도 시험 결과, 물에 의한 극한강도 값의 변화는 없으나 응력-변형거동에는 영향을 주는 것으로 나타났다. 경량기포혼합토의 투수계수는 평균 $4.857{\times}10^{-6}cm/sec$로 점토보다는 약간 큰 값을 갖는 것으로 나타났다. 경량기포혼합토의 모관상승은 시험초기부터 100분 이내에는 가파르게 진행되고, 그 이후 경과시간에 따라 상승속도가 점진적으로 완만하게 진행됨을 알 수 있다. 모관상승은 곧 재료의 단위중량 증가를 유발하므로 경량기포혼합토의 설계와 유지관리 시 각별한 주의가 요구된다.