The Journal of Engineering Geology ISSN:1226-5268(Print) 2287-7169(Online) 지질공학

연약지반 상에 도로성토를 시공할 경우 연약지반에는 편재하중이 작용하게 되어 연약지반의 측방유동이나 활동파괴가 종종 발생하게 된다. 본 연구에서는 연약지반에 설치되는 교대말둑기초의 안정성과 말뚝의 거동특성을 파악하는 것이다. 지반의 측방유동으로 인하여 말뚝에 작용하는 수평하중에 대한 기존 연구자들의 연구내용을 파악하고 유한요소해석을 수행하여 교대말뚝기초의 거동특성과 보강효과를 확인하여 측방유동을 받는 교대말뚝기초의 거동을 연구하였다. 압밀도 분석 결과, 압밀 단계에 따라 연약지반 강도증가율에 의해 연약지반의 강도정수인 점착력은 약 1.1~1.8배 증가하였다. 측방유동 검토 결과, 허용수평변위 기준은 3.8 cm를 사용하는 것이 경제적으로나 시공적인 면에서 타당한 것으로 판단되나, 구조물의 중요도 및 지반의 불확실성 등을 고려하여 시공 시 계측을 실시하고 그에 따른 측방유동에 대한 철저한 안전관리가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

지표 미고결퇴적층의 불포화 수리전도도는 지표 퇴적층의 물리적 성질과 함수비에 좌우된다. 지금까지 지표 미고결퇴적층의 불포화 수리전도도에 대하여 많은 연구가 수행되어왔다. 그러나 불포화 균열암반에 대한 수리전도도에 대해서는 상대적으로 연구가 적은 편이다. 중 ‧ 저준위 방폐물의 표층처분시설 건설과 관련하여, 본 연구에서는 국내 방사성폐기물 처분부지 내 균열 혼펠스 암반에 대하여 반 게누텐 불포화함수(α, n)와 현장시험에서 얻어진 수리전도도를 서로 비교 ‧ 분석하였다. 현장수리시험과 실내수리시험이 동시에 이루어진 지하수공 3공의 10개 구간에 대한 현장 수리전도도와 반 게누텐 매개변수에 대한 상관성 분석 결과, 현장 수리전도도와 매개변수α의 상관계수는 0.7607로 양의 상관관계를 보이며, 현장 수리전도도와 반 게누텐 형상관련 매개변수 n의 상관계수는 -0.8720으로 음의 상관관계를 보였다. 그러므로 이 연구는 불포화 균열 혼펠스에서 현장수리전도도와 실내수리시험에 의한 불포화함수의 관계를 확인하였다.

본 연구는 세계지질공원인 무등산국립공원 내 주상절리대의 공학적 특성을 살펴보고 위한 것으로서, 대상 암석인 무등산응회암의 물리 ‧ 역학적 성질 파악, 주상절리 풍화정도 산정, 그리고 주상절리 내 균열 거동 모니터링 등을 실시하였다. 무등산응회암의 물리적 성질은 평균 공극률의 경우 1.02%, 평균 흡수율은 0.38%, 평균 비중은 2.69 g/cm3, 그리고 평균 종파속도는 4,948 m/s로 나타났다. 역학적 성질의 경우 평균 일축압축강도는 337 MPa, 평균 탄성계수는 68 GPa, 평균 포아송비는 0.29, 평균 점착력은 41.3 MPa, 평균 마찰각은 62.8°로 나타났다. 실버슈미트해머 평균 반발경도 Q값은 49.3이며, 이를 일축압축강도로 환산하면 70.5 MPa로 신선한 일축압축강도의 약 21%에 해당되었다. 그리고 입석대 주상절리 3개 블록에 대한 균열 모니터링 측정 결과, 균열 거동은 블록 모두에서 1 mm 이하로 나타나 주상절리 내 균열 거동은 현재까지 거의 발생하지 않은 것으로 판단된다.

국내에서는 비탈면을 대상으로 유사정적해석 시 수평 지진계수에 대한 적용 규정과 적용 사례들이 많이 있지만 연직 지진계수에 대한 규정이나 사례는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 연직 지진계수의 영향도를 검토하고자 단양군 단양읍 ○○리를 대상으로 현장조사 및 실내시험을 수행하고, 이를 반영하여 무한사면 안정해석 기반의 유사정적 사면안정해석을 수행하였다. 분석 결과 지진규모가 5 이하인 경우에는 연직 지진계수의 영향이 거의 없는 것으로 분석되며, 지진규모가 6 이상인 경우에는 연직 지진계수가 안전율 1.1 이하의 불안정 영역을 크게 증가시키는 것으로 나타난다. 이러한 경향은 강우가 없는 조건보다 강우가 있는 조건에서 더욱 뚜렷하게 나타난다.

고밀도 급속 팽창재는 주입과 동시에 화학반응으로 인한 순간 발포반응이 생겨 주입재료의 고결부피를 증가시키는 공법으로써 구조물 축조 시 지반의 안정성 확보, 침하 구조물복원 및 차수에 효과적인 공법이다. 이와 관련하여 본 연구에서는 주입재료의 역학적 실험을 통하여 구조물 기초지반의 안정성 평가와 현장시공을 이용한 지내력 증대 효과를 분석하였다. 실험 결과, 사질토 지반의 경우 주입재의 주입 후 약 10.5% 정도 흙의 단위 중량이 감소 된 것으로 확인되었으며, 구조물에 대한 허용지지력 모두 안전하다고 판단되었고 지반개량 후 각 단면별 침하량은 허용 침하량 5 cm 이내인 2.28, 1.55, 0.46 cm로써 안전하다고 판단되었다. 현장 실험 후 대상 건축물의 최상층에 5개의 경사계를 설치하여 X, Y축에 대한 변위를 측정하였다. 계측결과, 시공 후 약 16개월(509일)동안 구조물의 부등침하 또는 침하균열 현상과 관련된 변위는 측정되지 않았다. 이는 급속 팽창재의 주입 후 지반의 안정성이 충분히 증대된 것이라고 판단할 수 있다.