세립토의 내부침식에 대한 실험적 연구

Abstract

Ground erosion refers to the phenomenon of fluid flowing through the ground, causing micro particles in the ground to deviate at a slower rate. Because the flow of fluid in the ground is very slow, ground erosion progresses unrecognizablely. These ground erosion phenomena are initially small pore formation, but over time the soil particles continue to lose, increasing the size of the pore and accelerating the formation of pore formation within the ground as the flow rate of the pore increases. The development of air gap in the ground has recently occurred, such as Sinkhole and Piping in embankment or reservoirs. Accordingly, the goal of this study is to measure the flow trend of fine particles due to fluid flow in the ground. The experiment produced a model earthenware of 10cm * 25cm and then connected the pipe to the bottom of the earthenware. Since the flow of water can occur horizontally when installing pipes at the bottom of the clay pot, a granite permeable layer of particles with a diameter of 3mm from the bottom to 2cm can be created to reproduce the flow in the vertical direction, and a laurel tool is installed to collect micro particles flowing 19cm from the bottom of the clay. In addition, a monthly current tank was constructed to maintain a constant level of water level for giving hydraulic gradient The trough and trough are connected by rubber hoses 1cm in diameter and the height of the trough can be adjusted. Water flow was set in the direction of the tank, and the tank was installed so that upward flow would occur and micro-lip would spray upward. The amount of micro particles was measured by collecting the leaked micro particles and water and drying it for 48 hours in the dryer. The erosion tendency of the micro particles after a long time was measured with a 2D simulation program, using a previously developed mechanical model and a mathematical model obtained from the experiments of this study.|지반침식은 지반 속에서 유체가 흐르면서 지반내의 미세 토립자들이 느린 속도로 이탈하는 현상을 뜻한다. 지반 속의 유체의 흐름은 매우 느리기 때문에 지반침식현상은 인지 할 수 없을 정도로 느리게 진행된다. 이러한 지반 침식현상은 초기에는 작은 공극을 만드는 것에 그치나 시간이 지나며 토립자가 계속 유실되어 공극의 크기가 점점 커지며 공극이 커짐으로 인한 유속이 증가함에 따라 지반내의 공극생성은 가속화된다. 이러한 지반내의 공극발생은 최근 대두되고 있는 지반침하(Sinkhole), 제방이나 저수지의 파이핑(Piping)현상이 발생하고 있다. 이에 따라 본 연구는 지반 내 유체흐름으로 인한 미세입자의 유동경향을 측정하는 것이 목표이다. 실험은 직경 10cm * 25cm 의 모형 토조를 제작한 후 토조 하부에 파이프를 연결한다. 토조 하부에 파이프를 설치 시 물의 흐름이 수평방향으로 일어나 오차를 줄 수 있기 때문에 하부부터 2cm 높이까지 3mm의 직경을 가진 입자의 화강암투수층을 만들어 수직방향의 흐름을 재현하였고 토조의 하부로부터 19cm위치에 흘러나온 미세립을 채취 할 수 있는 월류구를 설치하였다. 또한 동수경사를 주기위하여 일정한 수위를 유지할 수 있는 월류수조를 제작하였다. 토조와 수조는 직경 1cm의 고무호스로 연결되어있으며 토조의 높이는 조절할 수 있게 제작되었다. 수조에서 토조 방향으로 물의 흐름을 설정 하였으며, 토조에서는 상향흐름이 일어나게 하여 위로 미세립이 뿜어져 나오게 설치하였다. 유출된 미세립과 유출수를 채취하여 건조기에 48시간동안 건조하여 미세립의 양을 측정 하였다. 미세립의 유출량을 기존 개발 되어있는 역학적 모델과 본 연구의 실험으로 얻은 수리학적 모델을 사용하여 2D 시뮬레이션 프로그램으로 긴 시간 뒤의 미세립의 침식경향을 측정하였다.