2차원 흐름에 의한 모래-점토 혼합토의 세립토 이탈 현상에 대한 실험적 연구

Abstract

세립토 이탈 현상은 지반 내 동유체력의 작용으로 인한 미세입자의 탈착으로 발 생한다. 내부침식 현상 중 하나인 세립토 이탈은 토양강도를 감소시켜 지반구조물 의 저해와 자연재해의 원인이 된다. 본 연구에서는 2차원 실내 세립토 이탈 실험을 통해 상호작용 에너지로 인한 모래-점토 혼합토의 세립토 이탈 현상을 측정하였다. 또한 높이에 따른 점토의 유출을 측정하여 점토의 종류와 모래의 입경이 중력에 의 한 점토 입자의 침강 및 점토의 재부착 효과에 미치는 영향을 확인하였다. 본 실험 에서는 서로 다른 종류의 모래(K3, K4, K5)와 점토(Kaolinite, Illite, Bentonite) 를 이용하여 총 9가지 모래-점토 혼합토에 대한 세립토 이탈 실험을 진행하였다. 실험을 통해 높이에 따른 점토의 유출곡선(BTCs)을 산정하여 시료별 점토의 이탈 량을 측정하였고, 유출 전/후 점토의 입도분포곡선(PSD)을 측정하여 점토의 이탈 에 따른 점토 입자 크기 변화를 측정하였다. 본 연구에서는 모래의 입경이 작을수 록 점토의 이탈량이 증가하는 경향을 나타내었고, 탈착된 점토 입자의 침강과 모래 공극 사이 흐름을 통한 점토 입자의 재부착 효과는 점토의 팽창성과 모래-점토의 크기 비율에 따라 크게 달라지는 것으로 나타났다. 2차원 흐름에서 탈착한 점토는 중력의 영향을 받아 셀 하부 쪽으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 유출된 점토 입자 크기 분포는 팽창성이 작은 점토에서 상대적으로 작은 점토의 유출이 측 정되었다. 1차원과 2차원 실내 세립토 이탈 실험 비교를 통해 흐름에 따른 세립토 이탈 현상을 확인하였다.