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점성토 사면 안정화를 위한 생석회 파일의 이용
Reports NRF is supported by Research Projects( 점성토 사면 안정화를 위한 생석회 파일의 이용 | 2004 Year 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 구정민(경북대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number D00091
Year(selected) 2004 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2007년 01월 10일
Year type 결과보고
Year(final report) 2007년
Research Summary
  • Korean
  • 생석회파일의 점성토 사면 안정화에 관한 실험을 실내 및 현장에서 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다.

    1. 생석회의 팽창특성 실험 결과 수직압력 변화에 따라 팽창량은 7~40mm였고, 수직압력이 증가할수록 팽창량은 감소하여 일정해졌다. 팽창현상은 수침 후 1~3일 사이에서 안정되었다.

    2. 본 실험에서 사용된 시료들의 생석회최적첨가량은 점성토와 카올리나이트는 시료의 건조중량에 3%, 그리고 Na-벤토나이트는 5.0%로 나타났다.

    3. 각 시료에 생석회 첨가량이 증가할수록 최대건조단위중량은 감소하였고 최적함수비는 증가하였다. 생석회를 첨가함에 따라 소성한계는 증가하였고 최적첨가량을 전후하여 증가경향이 안정되었다.

    4. 생석회최적첨가량을 투입한 모든 샘플에서 28일 및 2년 일축압축강도는 가장 크게 나타났으며, 경과기간이 2년의 점성토와 카올리나이트의 일축압축강도의 증가가 크게 발생되었고 Na-벤토나이트는 강도증가현상이 크게 나타나지 않았다.

    5. 점성토에 생석회를 투입한 후 경과시간에 따라 Ca2+농도는 급격히 감소되었고 소성한계와 일축압축강도는 증가하였다. 미세구조 촬영 결과 소모된 Ca2+는 흙의 소성 및 강도증가에 영향을 주었다.

    6. 절토면에서 파일주변 반응영역의 일축압축강도가 성토면 또는 원상태 지반의 값보다 크게 증가된 상태로 나타났다. 절토면의 생석회파일에서 5cm 떨어진 곳의 비교란직접전단시험 결과, 직경 2.7cm나 6.0cm보다 직경 4.5cm로 생석회파일을 설치한 곳에서 강도정수의 증가가 더 크게 나타났다.

    7. 경과시간에 따라 생석회파일 주변의 함수비는 14일을 전후하여 감소경향이 감소하였고 이후 일정해지는 경향으로 나타났다. 현장베인시험 결과 측정지점에 따라 0.2~0.5kgf/cm2 범위로 증가하였다.

    8. 파일주변의 간극수압을 측정한 결과, 설치 후 2일 이내에 초기에 발생된 생석회파일 주변의 수분감소현상으로 간극수압이 크게 감소하였다.

    9. 생석회파일 주변의 아터버그 시험 결과, 기간이 경과함에 따라 액성한계는 감소하고 소성한계는 증가하였으며 소성지수는 감소하였다.

    10. 생석회파일에서 멀어질수록 이온이동에 따른 Ca2+농도가 낮았고, 7일을 전후하여 Ca2+농도 증가율은 감소하나 계속적인 농도 증가현상이 나타났다. Ca2+농도의 증가율이 감소하면서 현장베인측정값은 증가하였고 소성지수는 감소하였다.

    11. 함수비조절 시험구에서 생석회파일의 강도정수는 경과시간에 따라 증가하였고, 주변 흙의 함수비가 높을수록 증가현상의 발생이 지체되었다.
  • English
  • Stabilization of Clay Slope by Using Lime Pile*

    Jeung Min, Goo

    Department of Agricultural Engineering
    Graduated School, Kyungpook National University
    Deagu, Korea
    (supervised by Professor Kwon, Moo-Nam)

    (Abstract)

    This study was conducted to evaluate the utilization of lime pile for clayey slope stabilization and the results are summarized as follows;

    1. Swelling of lime was varied in size by 0.7~40mm by application of vertical confined stress. As vertical confined stress was increased, the swelling of lime was decreased to a constant. The swelling was completed after 1 ~ 3 days passed.

    2. The clay of lime fixation for soil stabilization was at 3%, kaolinite was at 3% and Na-bentonite was at 5% by dry weight of sample.

    3. As lime addition was increased, the maximum dry density of sample was decreased and optimum moisture content was increased. As lime was added to sample, PL was increased until soil-stabilizing lime fixation was added to sample. In the case of adding lime over soil-stabilization lime fixation to sample, the inclination of PL increase was constant.

    4. For all sample that soil-stabilization lime fixation was added, the maximum unconfined compression strength was achieved. Adding lime was effective to kaolinite and clay for increasing long-term unconfined compression strength but not effective for Na-bentonite.

    5. Lime was added to the sample, and in an elapsed time period, this caused a change of microstructures, so Ca2+ consumption affected the sample by decreasing its plasticity and increasing its strength.

    6. Unconfined compression strength at the react area adjacent to lime pile was increased in cutting slope compared to original ground or embankment slope. Strength parameters in the react area in installed lime pile of D=4.5cm was larger than installed lime pile of D=2.7cm or 6.0cm.

    7. As time elapsed, a decrease of water content in the react area adjacent to lime pile was continuous and decreasing water content inclination decreased after 14 days. Results of vane test at the in-situ test pit showed an increase of cu range of 0.2~0.5kgf/㎠.


    * A thesis submitted to the Council of the Graduate School of Kyungpook National University in partial fulfillment of the requirement for the degree of Ph. D. in December 2006.
    8. Measured pore water pressure around lime pile according to elapsed time, pore water pressure decreased largely after 2 days.

    9. Results of Atterberg limets test in the react area to lime pile, LL was decreased but PL was increased.

    10. As distance from lime pile increased, Ca2+ concentration was lower. The increased of Ca2+ concentration declined after 7 days but Ca2+ concentration increased continuously. A decrease in the already-increasing Ca2+ concentrations showed that cu was increase and PI was decreased.

    11. Strength parameters in water content controlled test pit increased as time elapsed, but an increase in react area adjacent to the lime pile was delayed at higher water content.
Research result report
  • Abstract
  • 본 연구에서는 생석회파일을 이용한 점성토 사면 안정화의 기초자료를 제공하기 위하여 실내기초실험과 현장실험을 수행하였다.
    점성토 사면 내에 생석회파일을 시공하면 파일 자체 뿐만 아니라 파일 주변 점성토의 반응영역 형성에 따른 사면의 안정성이 증가될 것으로 판단된다. 이러한 점성토 사면 안정화를 위한 생석회파일의 현장적용에 앞서 생석회파일 주변에 발생되는 반응영역을 추정할 수 있는 타당한 시험방법 선정 및 지반공학적 특성 개선여부 등이 평가되어야 할 것이다.
    생석회파일 주변 반응영역은 이온교환반응 및 이온이동에 따른 포졸란반응으로 주변 점성토의 Ca2+농도, 아터버그한계값 및 일축압축강도 등이 변화될 것으로 판단되며, 이들 간의 관계를 규명할 수 있다면 생석회파일 시공 후 경과시간에 따른 주변 반응영역의 지반공학적 개선여부를 효과적으로 판단할 수 있을 것이다. Rogers 등(1996)은 파일 주변의 이온이동에 따른 파일 주변 점성토의 지반공학적 특성변화는 점성토의 최적생석회첨가량에 2% 더한 점성토 생석회 혼합물의 28일 경과 후와 유사한 상태로 변화된다는 사실을 보고한 바 있는데, 이에 기초하여 실내에서 ASTM규정에 따라 점성토의 최적생석회첨가량을 결정하였다. 결정된 최적생석회첨가량으로 제작한 샘플 및 공시체에 대하여 단기 및 장기간에 걸쳐 아터버그한계, Ca2+농도 및 일축압축강도 등의 관계를 분석하였다.
    실내실험에 기초한 현장실험은 점성토지반의 현장에서 사면을 구성하고 생석회파일의 직경 및 간격을 변화시켜 설치한 후 49일에 걸쳐 파일 및 파일주변 반응영역의 강도, 아터버그한계, 간극수압 , Ca2+농도 및 함수비 변화 관계를 분석하였다.
  • Research result and Utilization method
  • 생석회파일의 점성토 사면 안정화에 관한 실험을 실내 및 현장에서 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다.

    1. 생석회의 팽창특성 실험 결과 수직압력 변화에 따라 팽창량은 7~40mm였고, 수직압력이 증가할수록 팽창량은 감소하여 일정해졌다. 팽창현상은 수침 후 1~3일 사이에서 안정되었다.

    2. 본 실험에서 사용된 시료들의 생석회최적첨가량은 점성토와 카올리나이트는 시료의 건조중량에 3%, 그리고 Na-벤토나이트는 5.0%로 나타났다.

    3. 각 시료에 생석회 첨가량이 증가할수록 최대건조단위중량은 감소하였고 최적함수비는 증가하였다. 생석회를 첨가함에 따라 소성한계는 증가하였고 최적첨가량을 전후하여 증가경향이 안정되었다.

    4. 생석회최적첨가량을 투입한 모든 샘플에서 28일 및 2년 일축압축강도는 가장 크게 나타났으며, 경과기간이 2년의 점성토와 카올리나이트의 일축압축강도의 증가가 크게 발생되었고 Na-벤토나이트는 강도증가현상이 크게 나타나지 않았다.

    5. 점성토에 생석회를 투입한 후 경과시간에 따라 Ca2+농도는 급격히 감소되었고 소성한계와 일축압축강도는 증가하였다. 미세구조 촬영 결과 소모된 Ca2+는 흙의 소성 및 강도증가에 영향을 주었다.

    6. 절토면에서 파일주변 반응영역의 일축압축강도가 성토면 또는 원상태 지반의 값보다 크게 증가된 상태로 나타났다. 절토면의 생석회파일에서 5cm 떨어진 곳의 비교란직접전단시험 결과, 직경 2.7cm나 6.0cm보다 직경 4.5cm로 생석회파일을 설치한 곳에서 강도정수의 증가가 더 크게 나타났다.

    7. 경과시간에 따라 생석회파일 주변의 함수비는 14일을 전후하여 감소경향이 감소하였고 이후 일정해지는 경향으로 나타났다. 현장베인시험 결과 측정지점에 따라 0.2~0.5kgf/cm2 범위로 증가하였다.

    8. 파일주변의 간극수압을 측정한 결과, 설치 후 2일 이내에 초기에 발생된 생석회파일 주변의 수분감소현상으로 간극수압이 크게 감소하였다.

    9. 생석회파일 주변의 아터버그 시험 결과, 기간이 경과함에 따라 액성한계는 감소하고 소성한계는 증가하였으며 소성지수는 감소하였다.

    10. 생석회파일에서 멀어질수록 이온이동에 따른 Ca2+농도가 낮았고, 7일을 전후하여 Ca2+농도 증가율은 감소하나 계속적인 농도 증가현상이 나타났다. Ca2+농도의 증가율이 감소하면서 현장베인측정값은 증가하였고 소성지수는 감소하였다.

    11. 함수비조절 시험구에서 생석회파일의 강도정수는 경과시간에 따라 증가하였고, 주변 흙의 함수비가 높을수록 증가현상의 발생이 지체되었다.
  • Index terms
  • 점성토사면,생석회파일,일축압축강도,전단강도,아터버그한계
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