• 한국방재학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.45-51
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• 2009

지구기후모델을 이용하여 예측된 (1) 물성치와 (2) 현재 및 미래의 표면 에너지 입력상수의 가변성을 고려한 동결 및 융해깊이를 예측하기 위하여 확률론적 접근법이 도입되었다. 확률론적 접근법을 예시하기 위하여 극지방에서의 융해깊이 예측을 고려해보았다. 특히 확률론적 융해깊이 예측을 위하여 몬테카를로 시뮬레이션과 함께 Stefan 공식이 사용되었다. 시뮬레이션 결과는 물성치의 가변성을 보여주었다. 표면 에너지 입력상수와 온도 데이터는 융해깊이를 예측하는데 상당한 불확실성을 야기시킬 수 있다.

• 지질공학
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• 제11권1호
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• pp.13-23
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• 2001

도로나 철도 변에 나타나는 암반사면은 외부 기온에 영향을 받아 동절기부터 이른봄에 걸쳐 동결융해작용을 반복해서 받는다. 본 연구의 목적은 불연속성 암반이 동결융해작용을 반복하여 받을 경우 열화현상을 겪게 되고 이에 따른 암반의 안정성이 어떻게 변화되는가를 해석한다. 해석방법으로는 균질화법을 이용하여 불연속성 암반의 강도특성을 밝히고 파괴기준으로는 드러커-플래커 기준을 이용한다. 또한 실제 암석의 열화특성은 응회암을 채취하여 실내 동결융해실험에 의하여 열화특성을 정량화 하여 암반의 안정성 해석의 기초 자료로 이용한다. 현장사면에서 동결융해에 의한 열화의 깊이를 추정하기 위하여 일차원 열전도 방정식을 이용하여 온도에 영향을 받는 깊이를 구한다. 모델 사면의 동결융해 깊이를 결정한 후 모델 암반사면에서 암반의 강도 값의 변화양상을 해석한다. 암반의 작용하는 외력은 자중에 의한 중력만이 작용한다고 가정하고 안전율 해석을 실시한다. 그 결과 암반의 안정성 변화양상을 정량적으로 분석한다. 대상으로 하는 두 도시의 경우 동결융해 영향을 받는 깊이는 1.0m 내외 였으며 10년 경과 후에는 암반의 붕괴 조짐을 나타나는 것을 추측할 수 있다.

• 한국지형학회지
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• 제20권3호
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• pp.95-107
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• 2013

한라산 아고산대 표고 1,710m 지점의 나지에서 동결기를 중심으로 212일간 지상 55cm 높이의 기온과 지중 2cm, 10cm 및 20cm 깊이의 지온을 관측하여 주빙하성 지형형성환경을 조사하였다. 관측기간의 평균기온은 $-0.1^{\circ}C$이며, 깊이별 평균지온은 2cm $1.8^{\circ}C$, 10cm $2.6^{\circ}C$, 20cm $3.2^{\circ}C$이다. 2cm 깊이에서는 1월부터 3월까지 영하의 월평균지온이 관측되었으나 다른 깊이에서는 출현하지 않았다. 동결융해 사이클의 출현횟수는 55cm 높이에서 72회인 반면 지중 2cm 깊이에서 17회, 10cm 깊이에서 8회, 20cm 깊이에서 3회로 지중으로 내려가면서 크게 감소하였다. 지상과 2cm 깊이에서의 동결융해는 일일 주기가 탁월한 반면 10cm와 20cm 깊이에서는 수일 주기로 출현하였다. 또한 2cm 깊이에서 12월 중순~4월 중순, 10cm 깊이에서 2월 말~4월 중순, 20cm 깊이에서 4월 초순~중순에 일평균지온이 대체로 $0^{\circ}C$ 밑으로 내려가는 계절적 동결기가 출현하였다. 관측지점은 1월부터 4월 초순까지 55cm 이상의 눈으로 덮여 있다가 4월 16일에 전부 사라졌다. 12월 하순 2cm 깊이에 형성된 계절적 동토층은 적설의 단열효과로 인하여 3월 말~4월 초에 10cm 깊이에 도달하였다. 4월 7일부터 14일까지 깊이 20cm를 넘는 최대동결심을 보이나 이후 급속하게 융해되어 17일 이후 계절적 동토층은 출현하지 않았다. 융해진행기에도 잔설이 남아 있는 관측지점에는 융해진행기보다 동결진행기에 주빙하 프로세스가 더 탁월하게 진행되며, 일주기성 동결융해 사이클의 발생심도와 최대동결심을 고려하면 한라산 아고산대의 사면물질이동은 주로 동상포행에 의해 발생한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권12호
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• pp.5-11
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• 2010

동절기에 암반의 절리면 내의 지하수의 동결 시 부피팽창으로 인해 절리면내 응력이 증가할 것이며, 융해 시 부피감소로 인해 응력이 감소되어 원상태로 회복된다. 동결융해과정이 지속적으로 반복되면서 발생되는 응력이력현상으로 인해 암반사면 내의 피로현상이 누적되면서 암반사면 절리면 내 누적 변위가 증가할 뿐만 아니라 전단강도 역시 지속적으로 감소될 것이다. 동결융해로 인한 응력의 이력현상은 대기의 온도의 영향에 의한 것으로, 일반적으로 점탄성 거동을 하게 된다. 그러므로, 일반적으로 점탄성 거동해석에 사용되는 Kelvin 모델을 적용할 수 있다. 동절기의 동결융해에 따른 암반사면의 거동을 해석하기 위하여, 계측깊이에 따라 얕은 절리면 깊이의 3지점과 깊은 절리면의 2지점으로, 총 5곳의 실측자료를 분석하였다. 얕은 절리면의 경우 많은 절리면을 가져, 다수의 Kelvin model이 연결된 상태이므로 거동이 복잡한 형태로 나타났다. 암반이 양호한 깊은 절리면의 경우 단순한 Kelvin model이 연결된 상태이므로, 절리면 거동이 단순한 형태로 나타남을 볼 수 있다.

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

• 한국가스학회지
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• 제20권5호
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• pp.82-88
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• 2016

산업의 발전을 위해 자원개발이 필수적인 현시대에 육상자원의 고갈로 인해 극한지에 관심이 몰리고 있다. 그러나 극한지 자원개발을 위해서는 극한지의 환경을 이해하고 이에 맞는 건설기술 확보가 우선되어야 한다. 극한지에서 자주 나타나는 외부환경 중 특히 융해침하는 자원을 이송하는데 필수적인 배관에 치명적인 영향을 준다. 따라서 배관이 융해침하에 의해 어떤 영향을 받는지 예측하고 분석하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 융해침하 시 배관의 매설깊이에 따른 영향을 분석하기 위해 3차원 모델을 개발하여 유한요소해석을 진행하였다. 이러한 극한지의 환경과 배관해석을 참고하여 Elasto-plastic이 고려된 배관이 받는 응력 및 변위를 분석하고 경향성을 알아보았다.

• 한국토양환경학회지
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• 제1권1호
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• pp.103-109
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• 1996

일반 및 특정폐기물 매립지에서 복토층의 중요성은 매립지의 바닥층 만큼 강조되지는 않는 것 같다. 그러나 실제로 매립지의 파괴 원인중에 가장 커다란 영향을 미치는 것은 복토층 설치의 실패에서 온다고 볼 수 있다. 특히 복토층 기능은 우수를 지표면으로 유출증진하여 매립장 안으로 침투 억제시키며, 폐기물의 노출시 자연환경 위생에 대하여 완충작용을 하며, 매립지의 침하 및 침강을 억제하는데 있다. 본 연구는 겨울철 동결/융해에 따른 폐기물 매립지 최종복토의 거동을 수행하였으며, 폐기물 매립지에서와 같은 조건을 부여하기 위해 거대한 Lysimeter를 설치하여 실제로 최종복토에 쓰여지는 물질로 세가지 실험을 수행하였다. 실험결과는 동결/융해에 따른 점토층의 변화를 묘사하고 있으며 또한, 매립지에서의 동결깊이에 따른 복토층의 파괴는 점토의 물리 적, 공학적인 측면에 영향을 주며 이러한 영향은 매립지 설계시 고려되어야 한다고 본다. 본문은 실험에 사용되어진 복토층의 물질, 복토층의 묘사와 그들의 실험결과에 대한 결과분석 및 결론을 설명하고 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.15-24
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• 2009

우리 나라는 계절 동토지대로서 겨울에는 기온이 영하로 떨어져 지반에 동상현상이 발생하고, 봄에는 얼었던 지반이 융해하면서 도로포장을 파손하거나 그 수명을 단축시킨다. 이러한 동상 및 융해로 인한 도로포장의 파손을 방지하기 위하여 도로포장 하부에 동상방지층을 설치하고 있다. 그런데 국내에서는 도로 동상방지층의 두께 결정시 사용되는 동결깊이 추정식으로서 미국이나 일본에서 개발된 식을 이용하고 있다. 그러나 이 식들은 자국의 기후 및 지반 조건에서 만들어진 것이므로 국내에서 그대로 적용하는 것이 합리적이라고 말하기는 어렵다. 우리 나라의 기후 및 지반조건에 맞지 않는 동결깊이 산정식을 도로 설계시 적용할 경우 전국에 새로 설치하는 도로 동상방지층의 두께가 달라질 수 있으며, 이에 따라 공사비가 잘못 산정될 수도 있다. 따라서 도로 공사비의 효율적인 집행과 도로의 내구성 향상을 위해 국내 기후 조건과 지반 여건에 맞는 동결깊이 산정식의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 전국 89개 포장국도에서 측정한 동결깊이와 기상청 측정 기온으로부터 산정한 동결지수를 함수로 하여 동결깊이 산정식(안)을 만들어 보았다. 아울러 지역별, 음/양지(陰/陽地) 조건별로 동결깊이가 어떻게 다르게 나타나는지 분석하였다. 또한 국내에서 기존에 이용하고 있던 동결깊이 산정식 및 외국의 동결깊이 산정식들과 그 결과가 어떻게 다르게 나타나는지 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.703-708
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• 2005

본 연구에서는 에틸렌 초산 비닐 (EVA) 재유화형 분말수지를 혼입한 고유동 폴리머 시멘트 모르타르의 응결 시간 수밀성, 염화물이온 침투에 대한 저항성, 동결융해 저항성 및 중성화 깊이에 미치는 분말소포제 첨가율 및 폴리머-시멘트비의 영향에 대하여 검토하였다. 그 결과, 재유화형 분말수지를 혼입한 고유동 폴리머 시멘트 모르타르의 응결 시간은 분말소포제 첨가율에 관계없이 폴리머-시멘트비의 증가에 따라 지연되는 경향을 보였다. 또한 재유화형 분말수지를 혼입한 고유동 폴리머 시멘트 모르타르의 수밀성, 염화물 이온 침투 깊이 및 중성화 깊이는 분말소포제 첨가율에 관계없이 폴리머-시멘트비의 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 재유화형 분말수지를 혼입한 고유동 폴리머 시멘트 모르타르의 동결융해 저항성의 개선은 재유화형 분말수지의 혼입에 의해 시멘트 수화물과 골재간의 접착성이 개선되기 때문이라 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.31-39
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• 2013

본 연구에서는 콘크리트 강도와 앵커의 강도 변화에 따른 앵커시스템의 성능을 평가하였다. 성능평가를 위하여 후 설치 앵커의 한 종류인 Set Anchor를 선정하였다. 동결융해 시험을 통하여 콘크리트의 강도를 감소시켰고, 부식을 통하여 앵커의 강도 감소를 고려하였다. 설치 앵커인 Set Anchor를 동결융해 된 콘크리트와 일반 앵커를 설치하고, 일반 콘크리트에 부식된 앵커를 설치하여 콘크리트 내력에 따른 인발 내력을 고찰 하였다. 각 시험체별로 앵커의 직경, 앵커의 근입 깊이를 변수로 설정하였다. 실험결과 인발 하중을 받는 경우에는 앵커의 직경 및 근입 깊이에 영향이 있는 것으로 나타났다. 인발 실험시 콘크리트 콘 파괴 및 뽑힘파괴 등 콘크리트와 앵커의 내구성에 따라 파괴모드가 다르게 발생하였다. 또한 앵커의 인발 내력을 CCD (Concrete Capacity Design)방법을 사용한 결과와 비교 평가하여 새로운 수정식을 제안하였으며, 수정식을 사용하여 일반 및 동결융해 콘크리트에 설치된 앵커의 인발 내력을 예측 할 수 있었다.