모듈러 도로시스템의 동결-융해에 대한 수치해석적 연구

신호성; 김진욱; 이장근; 김동규

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자료유형: 학술저널

저자정보: 신호성 김진욱 이장근 김동규

저널정보: 한국지반공학회 한국지반공학회논문집 한국지반공학회논문집 제33권 제3호

발행연도: 2017.3

수록면: 49 - 62 (14page)

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지반의 동결-융해 과정에 의한 지반구조물의 거동 특성을 이해하기 위해서는 지반내 간극수의 상변화와 지반과 구조물의 상호작용에 대한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 모듈러 도로시스템의 동결융해의 영향에 대한 수치해석적연구를 수행하였다. Neumann의 동결-융해 이론식을 이용하여 기본 지반 물성치와 지중과 지표면의 온도조건에 대한 동결심도와 히빙량을 예측할 수 있으나, 지반의 완전포화 및 완전동결의 제한된 경우에만 적용할 수 있다. 동결지수에 따른 모듈러 도로시스템의 수치해석은 다양한 지반조건과 지하수위에 대하여 수행되었다. 동결 히빙량은 화강풍화토이나 모래지반에 비하여 실트질 지반에서 매우 크게 발생하였으며, 지하수위의 저하는 동결 히빙량을 감소시켰다. 실트질 지반에 설치된 도로시스템의 온도이력에 대한 수치해석은 지표면의 동결-융해 과정을 거치면서 지표면에 잔류히빙을 예측하였다. 이는 지반의 강성과 지지력을 급격하게 감소시켜 모듈화 도로시스템의 안정성과 사용성을 저해할수 있다. 다만, 화강풍화토와 모래지반의 경우는 잔류 히빙량은 미비한 것으로 나타났다. 모듈러 도로시스템은 기존 도로포장 시스템과 달리 지지구조 상부에 설치된 포장 구조물이므로, 포장 구조물의 균등 연직변위와 부등 변형에 대한 엄격한 기준이 적용되어야 할 것으로 사료된다.

#Frozen soil #THM coupling numerical analysis #Modular road system

참고문헌 (19)

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Carslaw, H. S. / 1947 / Heat conduction in solids / Claremore press

조규태 / 2002 / 도로포장의 동상방지층 실효성 검증을 위한 현장계측 및 실내시험 연구 / 대한토목학회 논문집D 22(5-D):913~921

홍승서 / 2010 / 포장도로의 실측값을 활용한 한국형 동결깊이 예측모델 개발 / 한국지반신소재학회 논문집 9(3):47~56

Im, J. Y. / 2010 / A Study of Frost Depth with the Numerical Model and the Soil Characteristics / Symposium on Korea Society of Road Engineers 12:300~306

KICT / 2015 / Sustainable-Perpetual-Modular(SPM) road system development :227

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