• 자원환경지질
• /
• 제52권6호
• /
• pp.587-593
• /
• 2019

본 연구에서는 다초점 레이저 스캔 현미경 (confocal laser scanning microscope, CLSM)을 활용한 균열의 생성 및 성장에 대한 분석을 실시하기 위해 가압조건 및 동결/융해를 통하여 풍화를 가속시킨 실험을 수행하였다. 실험에 적용된 가압조건은 시료 3개에 각 가압틀을 이용하여 50 MPa, 55 MPa, 70 MPa로 설정하였으며 조건을 유지한 상태로 동결/융해 실험을 실시하였다. 실시된 동결/융해 실험에서 온도 조건은 -20~40℃로 설정하고, 설정 온도까지 도달시간 1시간, 유지시간 2시간을 기본으로 6시간을 1주기로 하였다. 이를 바탕으로 동결/융해 매 20주기가 끝난 후 CLSM을 활용하여 시료의 표면을 관찰하였다. 그 결과 동결/융해 실험이 반복되면서 각 시료에 발생한 균열의 개수가 7개, 10개, 19개로 가해진 압력에 따라 차이를 보였고 균열의 누적 길이도 가해진 압력이 큰 시료에서 길게 나타났다. 측정한 균열의 누적 길이와 동결/융해 실험 주기를 통해 계산한 균열의 성장 속도 역시 압력의 세기에 따라 높은 압력을 가한 시료에서 빠르게 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제19권3호
• /
• pp.5-13
• /
• 2018

최근 해빙기에 발생하는 지반붕괴로 인한 건설재해가 증가하고 있으며 이는 동절기에 시행되는 다짐시공과 관련이 많다. 영하온도에서 다짐을 실시할 경우 다짐효과가 감소하며 이에 따른 해빙기 지반의 거동 변화를 파악하는 것은 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한 최근 국내 지반공학 분야에서 불포화 영역에 대한 관심이 높아지고 있는 만큼 지반재료의 영하온도 다짐 및 동결융해에 따른 불포화 특성을 파악한다면 앞으로 관련 분야의 연구자들에게도 좋은 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 동절기 다짐에 따른 지반의 불포화 특성을 파악하기 위해 상온($18^{\circ}C$)과 영하온도($-3^{\circ}C$, $-8^{\circ}C$)에서 수행한 다짐시험의 결과를 바탕으로 성형한 시료에 불포화 함수특성시험과 불포화 일축압축시험을 수행하였으며, 시료에 동결융해를 반복적으로 가한 후 불포화 함수특성시험 및 일축압축시험을 수행하여 동결융해가 작용함에 따른 지반의 흡수력 및 불포화 특성의 변화를 파악하였다. 시험결과 영하온도에서의 다짐 및 동결융해에 의한 흡수력의 변화와 강도 및 강성의 감소를 확인하였다. 특히 풍화토의 경우 영하온도에서의 다짐과 동결융해가 진행될수록 강도와 흡수력이 상당히 감소하는 것으로 나타나 지반의 안정성에 상당한 영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권3호
• /
• pp.51-60
• /
• 2009

본 연구에서는 고강도 고내구성 시멘트콘크리트 포장을 위하여 도출된 배합 콘크리트의 굳지않은 콘크리트 특성, 강도발현 특성, 염소이온의 투수특성 및 동결-융해에 대한 저항성 등의 역학적 내구적 특성을 분석하였다. 제시된 배합의 목표스럼프와 공기량은 적절한 혼화제의 사용으로 확보가 가능하나, 혼화제의 적정사용량은 충분한 현장배합실험을 통하여 구하여야 할 것이다. 단위시멘트량을 증가한 경우 일반적으로 강도가 증가하였으며 특히 재령 28일 이후의 강도가 지속적으로 증가하는 양상을 나타내었다. 휨강도는 그 특성상 단위시멘트량을 증가하더라도 뚜렷한 효과는 나타나지 않았다. 염소이온 침투저항성도 단위시멘트량보다는 재령에 따른 영향을 더 크게 받는 것으로 나타났다. 공기량에 가장 많은 영향을 받는 동결-융해 저항성은 각 실험변수에 대한 시험체를 공기량이 3% 이하 및 이상인 경우에 대하여 그리고 동결시 수돗물을 사용한 경우와 현장의 열악한 환경을 모사하기 위하여 4%의 NaCl 용액을 사용한 경우로 구분하여 실시하였다. 공기량에 상관없이 수돗물을 사용한 경우에는 동결-융해반복회수가 300회까지 상대동탄성계수나 표면의 손상이 거의 발생하지 않았다. 4% NaCl 용액을 사용한 경우에는 단위시멘트량이 현재의 한국도로공사의 표준배합인 경우 손상이 발생하였으며, 단위시멘트량이 동결-융해 저항성에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다. 따라서, 동결-융해에 대한 저항성을 충분히 확보하는 고내구성의 시멘트콘크리트 포장을 위해서는 단위시멘트량을 현재의 수준보다 증가시키는 것이 유리한 것으로 판단되며, 실험결과로부터 이러한 요구성능을 발휘하기 위해서는 단위시멘트량을 400kg/$m^3$ 이상으로 할 것을 권장한다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제8권2호
• /
• pp.147-154
• /
• 1988

우리나라의 지반(地盤)은 겨울에는 동결(凍結)하고 온난한 계절에는 융해(融解)하는 계절적(季節的) 동결지반(凍結地盤)이다. 이러한 계절적(季節的) 동결지반(凍結地盤)에서는 동결(凍結)과 융해(融解) 상태의 순환과정을 반복하게 되므로 토목건축구조물(土木建築構造物)을 축조(築造)할 때는 동결(凍結)의 영향을 받는 깊이를 알아 두어야만 한다. 본 논문(論文)에서는 우리나라 전국(全國)의 최대동결심도(最大凍結深度) 분포도(分布圖)가 작성 제시(提示)되며 최대동결심도(最大凍結深度)를 추정할 수 있는 새로운 방법이 모색된다. 본(本) 연구(硏究)의 결과(結果), 최대동결심도(最大凍結深度)는 동결지수(凍結指數)의 평방근과 선형(線形) 관계에 있지 않음이 밝혀졌다. 이러한 동결심도(凍結深度)와 동결지수(凍結指數)의 평방근 상이의 비선형성(非線型性)을 보완하고 보다 현실에 근접한 동결심도(凍結深度) 산정(算定)을 위하여 새로운 경험식(經驗式)이 제안(提案)된다. 이 식에는 동결지수(凍結指數) 이외에 흙의 건조단위중량 및 함수비가 고려되어진다. 또한 이 식은 지금까지 사용되어 오고 있는 기존식(旣存式)과 비교(比較) 검토된다.

• 지질공학
• /
• 제23권3호
• /
• pp.271-281
• /
• 2013

본 연구에서는 임기광산과 일광광산의 시료를 활용하여 동결/융해 실험을 진행하고 시료의 물성변화 및 표면 거칠기의 변화를 관찰하여 풍화양상을 분석하였다. 본 연구에서 사용된 동결/융해 실험의 온도 범위는 우리나라의 여름과 겨울철의 온도를 고려하여 $-20^{\circ}C$ ~ $+40^{\circ}C$로 설정하고 각각 설정한 온도까지 도달하는데 각 1시간, 목표온도를 유지하는데 1시간으로 총 4시간을 1 주기(cycle)로 하여 매 20 주기마다 풍화양상을 관찰하였다. 그 결과 동결/융해 시험의 반복횟수가 증가하면서 시료의 측정된 물성 값 중 공극률(porosity)은 두 개의 지역에서 0.05%와 0.15%의 차이를 보이며 증가하였고, 입자의 부피와 건조질량, 포화질량은 비교적 미세하게 감소하는 경향을 보였다. 또한, 다초점 레이저 스캔 현미경을 통해서는 측정한 선 거칠기와 면 거칠기 인자의 값들은 시간이 경과함에 있어 일정하게 증가 및 감소하는 경향을 보였으며, 다초점 레이저 스캔 현미경을 통해 촬영한 사진에서도 표면 거칠기가 변하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.621-624
• /
• 2008

콘크리트 구조물에 적용되는 보수재료는 적용되는 환경요인에 따라 품질특성이 다르게 나타난다. 국내의 보수재료에 대한 내구성 평가는 다양한 환경요인에 따른 시험법의 미비로 내구성에 대한 품질성능이 확보되지 않은 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 생산되는 보수재료에 대하여 적용환경에 따른 동결융해저항성능을 BS EN 13687에 준하여 시험하였고, 국내시험규격(KS F 4716)과 비교 분석하였다. 연구결과 건습반복과 염수침지동결융해 시험 후의 부착강도 값은 보수재료의 종류 및 시편의 크기에 따라 다소 큰 차이가 나타났다. 보다 양호한 보수재료의 품질관리를 위해서는 적용환경에 따른 다양한 동결융해저항시험방법에 대한 규격제정이 요구된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.35-41
• /
• 2014

계절적 동토 지역에 건설되는 도로, 철도 등의 구조물은 동결 융해의 반복으로 인한 기후조건으로 인해 동상 피해가 발생한다. 구조물 건설 시 동결깊이는 계절적 동토 지역에 건설되는 도로, 철도의 구조물 설계에 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 현장시험시공을 통한 고속철도 콘크리트 궤도의 동결깊이 및 동상량 계측을 수행하였다. 강원도, 경기도, 충청북도 철도노선 인근에 모형 콘크리트 궤도를 설치한 후 메틸렌블루를 이용한 동결깊이와 동상량을 측정하였다. 본 연구를 통해 계측된 최대 동결깊이 및 동상량은 국내 한랭지 철도노반설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지형학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.83-97
• /
• 2012

무등산의 서석대~장불재 사면은 $70{\sim}90^{\circ}$의 단애와 $5^{\circ}$ 내외의 완경사지가 계단과 같은 형태로 반복적으로 나타나고 있다. 이들의 생성 발달 환경을 연구한 결과, 주빙하성 평활사면은 주로 남서쪽을 향하고 있으며, 이는 암괴의 수직 수평절리가 주빙하 기후환경 아래에서 동결융해의 반복에 의해 전도된 것으로 판단된다. 주상절리 하단의 평탄면은 구조벤치의 형태를 보인다. 평탄면 매트릭스의 이동영력은 솔리플럭션 또는 젤리플럭션이다. 장불재 일대의 사면의 연대측정결과 입석대 상부는 11만년 전부터 지표에 노출된 상태로 현재에 이르고 있다. 입석대 하부의 암괴는 약 1만년 전에, 장불재는 약 5만년에 지표면 부근에 노출되었으며, 노출이후 단애에서 떨어지고 현재 위치에 사면 이동하였을 것으로 추정된다. 이러한 암괴의 이동과정은 주빙하 기후의 영향으로 단애가 동결융해를 지속적으로 받아 평행후퇴하였고, 과거 1만년 가까운 시기에 현재 입석대에까지 영향을 주었던 것으로 예상된다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제6권3호
• /
• pp.1-7
• /
• 2007

풍화토의 특성은 다양한 풍화환경, 풍화도 및 영향인자에 따른 거동의 특이성 때문에 정밀한 접근에 있어서 한계를 가진다. 특히 국내 외의 연구는 퇴적토에 집중되어 있고 풍화토의 역학적 거동을 퇴적토의 관점에서 분석하려 하기 때문에 이러한 결과가 풍화토의 실제 거동과 일치하는지 판단하는데 무리가 있다. 본 연구에서는 인공적으로 풍화도를 변화시키는 실험의 초보단계로서 온도 변화에 따른 강도변화 특성을 규명하고자 한다. 이를 위하여 동결 융해 반복작용 후의 시료를 대상으로 실내시험을 실시하여 풍화도에 대한 화강풍화토의 모암별, 지역별, 특성변화를 살펴보았다.

• 지질공학
• /
• 제17권3호
• /
• pp.359-365
• /
• 2007

암석의 동결과 융해 작용의 반복적인 과정은 암반의 기계적인 풍화작용의 중요한 인자 중에 하나이다. 이러한 자연 상태의 과정은 암반 물질의 파쇄에 의해서 풍화를 가속시키고 암반 사면의 표층부에 토양이나 풍화암을 생산한다. 또한 사면의 전단강도 감소를 일으키므로 사면 안정성 분석을 위하여 동결-융해에 의해 유발되는 열화 심도를 계산하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 동결-융해에 의한 암반 사면의 열화 심도를 1차원 열전도방정식을 이용하여 계산하였다. 국내 주요 도시의 지난 5년간 기온 자료를 수집하여 기온 분포를 분석하였다. 기온 분포 분석은 국내 암종 분포를 고려하여 수행되었다. 아울러 연구 대상 지역에 분포하는 암석의 열전도율, 비열, 밀도 등에 대한 실내 시험을 수행하였다. 이들 암석의 열적 특성은 열화심도 계산을 위한 입력 인자로서 활용되었다. 본 논문은 암석의 열적 특성의 차이를 의미하는 암종, 외부 기온 등의 영향 인자들과 열화심도 간의 상관관계에 대하여 검토하였다. 최종적으로 계산에 의한 국내 주요 도시의 암반 사면 열화심도 추정 값을 소개하고자 한다.