Soil Conditioning Tests on Sandy and Cobbly Soil for Shield Tunneling

Zheng Zhen,Xinsheng Ge,Jun Zhang 대한토목학회 2021 KSCE JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING Vol.25 No.4

Soil conditioning is an important stage in shield tunnel construction that can effectively improve muck flow plasticity, reduce cutter head wear and improve tunneling efficiency,especially in sandy and cobbly soils. The aim of this paper is to obtain the optimal ratio of residue modifiers in sandy and cobbly soil and to improve the equipment used in residue-related shield machines. Residual soil in a sandy pebble layer was selected, and particles with sizes over 50 mm were removed to form soil samples. Through laboratory tests, the optimal ratio of the modifier was obtained, and the shield tunneling machine equipment was optimized. The research results for the laboratory tests and equipment optimization were verified and adjusted appropriately through field tunneling tests. The following results were obtained. 1) A 3% foaming agent C was selected for the soil conditioning tests. The final mass ratio of the bentonite mixed solution of water, bentonite, soda ash (Na2CO3), and carboxymethylcellulose (CMC) was 6:1:0.028:0.035. 2) Improving earth pressure balance (EPB) shield machine equipment can improve the effects of soil conditioning. 3) Compared with the volume of residual soil, the optimal ratio of soil conditioning in sandy and cobbly layer was 13% water, 4 – 5% bentonite mixed solution and 12 – 15% foam. In addition, the maximum ratio shall be taken for the strata with poor grain composition. These results can be used to provide excavation guidelines for using an EPB machine under these soil conditions.

부산지역 자연사면의 지질조건에 따른 토질특성

김경수 ( Kyeong Su Kim ) 대한지질공학회 2007 지질공학 Vol.17 No.3

우리나라의 경우 자연사면 산사태는 대부분이 여름철의 집중호우에 의해 발생되며, 암반보다는 주로 토질특성에 영향을 받는다. 그리고 자연사면의 토층은 기반암의 풍화현상에 의해 형성되기 때문에 토질특성은 지질조건에 따라 다르다. 따라서 자연사면의 지반상태를 평가하기 위해서는 지질의 분포양상과 함께 지질조건에 따른 토질특성의 파악이 중요하다. 이 연구는 주로 화산암과 화강암 및 퇴적암이 분포하고 있는 부산지역 자연사면의 토층을 대상으로 지질조건에 따른 토질특성을 분석하였다. 이를 위하여 자연사면에서 채취한 토층시료를 대상으로 각종 토질시험을 수행하여 물리적 성질과 공학적 특성을 파악하고 지질조건과의 상관성을 분석하였다. 그 결과 토층은 주로 양호한 입도의 점토질 모래로 분류되었다. 습윤밀도는 1.07~1.99 kg/cm3, 전단저항각은 28.2~39.6°, 투수계수는 8.10×10(-5)~8.38×10(-2)cm/sec의 범위로서 대체로 양호한 전단강도와 보통~빠른 정도의 투수성지반으로 평가되었다. 그리고 토질특성은 지질별로 서로 다른 경향성을 보였다. The Landslide in natural slope is occurred mostly by a heavy rain of the summer. This landslide is influenced in soil property of the surface than the rock mass. Soils in natural slope are created by weathering phenomena of the bedrock. These soils differed to the geological conditions such as sedimentary rock, metamorphic rock and volcanic rock. Therefore, estimation of landslide in natural slope is the most important analysis of the bedrock distributions and soil characteristics. This study analyzed the soil property to the natural slopes of Busan area where is distributed to volcanic rock, granite and sedimentary rock. Soil sample conducted various soil tests for estimate the soil physical property and soil engineering characteristics, and analysis of the correlation of geological conditions. In the experiment result, soils were mainly classified by a clayey sand. It is also established that 1.07~1.99 kg/cm3 for wet density, 28.2~39.6° for angle of shearing resistance, and 8.10×10(-5)~8.38×10(-2)cm/sec for coefficient of permeability. From the physical parameter, the soils are estimated to the permeable ground with good shear strength, and soil properties are showed a differential tendency for each geological condition.

EPB 쉴드 TBM 굴착토의 유동학적 특성 평가를 위한 실내 가압 베인시험:장비 개발과 적용성 평가

곽준호,이효범,황병현,최준혁,최항석 사단법인 한국터널지하공간학회 2022 한국터널지하공간학회논문집 Vol.24 No.5

Soil conditioning improves the performance of EPB (earth pressure balance) shield TBMs (tunnel boring machines) by reducing shear strength, enhancing workability of the excavated soil, and supporting the tunnel face during EPB tunnelling. The mechanical and rheological behavior of the excavated muck mixed with additivesshould be properly evaluated to determine the optimal additive injection condition corresponding to each ground type. In this study, the laboratory pressurized vane test apparatus equipped with a vane-shaped rheometer was developed to reproduce the pressurized condition in the TBM chamber and quantitively evaluate rheological properties of the soil specimens. A series of the pressurized vane tests were performed for an artificial sand soil by changing foam injection ratio (FIR) and polymer injectionratio (PIR), which are the injection parameters of the foam and the polymer, respectively. In addition, the workability of the conditioned soil was evaluated through the slump test. The peak and yield stresses of the conditioned soil with respect to the injection parameters were evaluated through the rheogram, which was derived from the measured torque data in the pressurized vane test. As FIR increased or PIR decreased, the workability of the conditioned soil increased, and the maximum torque, peak stress, and yield stress decreased. The peak stress and yield stress of the specimen from the laboratory pressurized vane test correspond to the workability evaluated by the slump tests, which implies the applicability of the proposed test for evaluating the rheological properties of excavated soil. 쏘일 컨디셔닝(soil conditioning)은 굴착토의 전단강도를 감소시키고 작업성(workability)을 확보하여, EPB 쉴드 TBM의 굴진면 전방을 지지하며 TBM의 굴진 성능을 향상시키는 기술이다. 다양한 지반 조건에 대한 최적의 첨가제 주입 조건을 결정하기 위해서는 첨가제를 혼합한 굴착토의 역학적 유동학적 거동을 평가해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 TBM 챔버 내 압력 상태를 모사하고 시료의 유동학적 특성을 평가할 수 있는 실내 가압 베인시험 장비를 개발하였다. 인공 사질토 시료에 대하여 폼(foam)과 폴리머(polymer)의 주입변수인 FIR (foam injection ratio)과 PIR (polymer injection ratio)을 변화시켜가며 일련의 실내 가압 베인시험을 수행하였다. 또한, 슬럼프 시험을 통해 컨디셔닝된 흙의 작업성을 평가하였다. 실내 가압 베인시험 장비를 통해 베인 전단시험을 수행함으로써 측정 된 토크 데이터로부터 컨디셔닝된 흙의 유동곡선(rheogram)을 도출하여 주입변수에 따른 첨두응력과 항복응력의 경향을 분석하였다. 시험 결과, FIR이 커지거나 PIR이 작아질수록 작업성이 증가하는 경향을 나타냈으며, 최대 토크, 첨두응력과 항복응력은 모두 감소하였다. 실내 가압 베인시험으로 측정된 시료의 첨두응력과 항복응력이 슬럼프 시험을 통해 측정된 작업성과 상응하는 결과는 제안된 시험이 굴착토 물성 평가에 활용될 수 있음을 보여준다.

산사태지역 토층사면의 지질조건별 토질특성

김경수 ( Kyeong Su Kim ) 대한지질공학회 2006 지질공학 Vol.16 No.4

이 연구는 산사태가 발생한 편마암류, 화강암류 및 제3기퇴적암류지역 자연사면의 토층을 대상으로 여러 토질시험을 실시하여 산사태에 영향을 미치는 토층사면의 토질특성을 고찰하였다. 이를 위하여 같은 시기에 집중호우로 인해 많은 산사태들이 발생되었던 지역으로 편마암류인 장흥지역, 화강암류인 상주지역 및 제3기퇴적암류인 포항지역의 산사태현장 및 그와 대비되는 곳의 토층으로부터 채취한 시료에 대해 물성 및 공학시험을 실시하였다. 산사태자료와 시험결과를 토대로 산사태지역의 토질특성을 파악하고 발생지역과 미발생지역간의 차별성을 분석하였다. 지질별로 다소의 차이는 있으나 산사태발생지역의 토층은 미발생지역에 비해 균등계수와 곡률계수가 더 크고 세립자의 함유비율이 더 높다. 액성한계는 거의 유사한 경향성을 보이나 소성한계는 다른 두 지질에 비해서 편마암이 상대적으로 더 크게 나타났으며, 산사태발생지역의 토층이 더 낮은 연경도를 갖는다. 함수비는 다른 두 지질에 비해서 제3기퇴적암류가 훨씬 큰데, 이는 모암의 광물조성과 토층의 구조 및 풍화양상 등 다양한 토질요소에 영향을 받는다. 3개 지질조건 모두에서 산사태발생지역의 토층이 미발생지역에 비해서 대체로 큰 간극율과 작은 밀도특성을 갖는데, 이는 산사태발생지역의 토층이 미발생지역에 비해 더 불량한 입도분포와 느슨한 지반상태에 있음을 보여주는 것으로, 간극율이 크고 밀도가 작은 토층에서 산사태가 더 쉽게 발생될 수 있음을 의미한다. 그리고 동일한 지질조건인 경우 투수성이 양호한 토층이 산사태에 더 취약한데, 투수성은 입도분포, 간극크기, 흙입자의 거칠기 및 구조 등의 토질특성과 풍화나 퇴적환경 등 지질성인에 영향을 받는다. 한편, 전단특성은 지질조건에 따라 다소의 차이는 있으나 특별하게 구분되지는 않는다. 그러나 모든 지질조건에서 산사태발생지역의 토층이 미발생지역에 비해 전단저항각이 더 작은 것으로 나타남으로써 동일한 지질조건인 경우 전단저항각이 큰 토층은 작은 토층에 비해 산사태에 더 안정한 지반으로 분류된다. In this study, the soil characteristics are analyzed using the result of various soil tests as an object of the soil layer of natural slopes in landslides areas composed with gneiss, granite, and the tertiary sedimentary rock. To investigate the soil characteristics according to landslide and non landslide areas, soils are sampled from Jangheung, Sangju and Pohang. The landslides at three areas are occurred due to heavy rainfall in same time. The geology of Jangheung area, Sangju area and Pohang area is gneiss, granite, and the tertiary sedimentary rock, respectively. On the basis of the landslide data and the result of soil test, the soil characteristics at the landslide area and the differentiation between landslide area and non landslide area are analyzed. However soil characteristics have a little differentiation to geological condition, the uniformity coefficient and the coefficient of gradation of soils at the landslide area is larger than those of soils at the non landslide area. Also, the proportion of fine particle of soils at the landslide area is higher. The plastic limit of soils sampled from the granite and the sedimentary rock regions is larger than that sampled from the gneiss region. However the liquid limit is irrelevant to the geological condition. Also, the consistency of soils at the landslide area is smaller. The natural moisture content of soils in the sedimentary rock regions is larger than that of the granite and gneiss. It is mainly influenced by mineral compo- sition, soil layer structure, weathering condition, and so on. The soils sampled from landslide area have higher porosity and lower density than those from non landslide area. It means that the soils of landslide area have poor particle size distribution and loose density. Therefore, the terrain slope with poor distribution and loose density is vulnerable to occur in landslides. Also, landslides are occurred in the terrain slope with high permeability. The permeability is mainly influenced by the soil characteristics such as particle size distribution, porosity, particle structure, and the geological origins such as weathering, sedimentary environment. Meanwhile, the shear strength of soils is little difference according to the geological condition. But, the internal friction angle of soils sampled from the landslide area is lower than that of soils from the non landslide area. Therefore, the terrain slope with low internal friction angle is more vulnerable to the landslide.

「가축분뇨법」상 가축분뇨관리제도의 개선방안에 관한 연구

유성희 한국입법정책학회 2016 입법정책 Vol.10 No.1

우리나라의 축산업은 정부의 축산장려 정책 및 국민소득 증대에 따른 축산물 수요 증가로 인하여 지속적으로 성장하고 있는 추세이다. 이러한 축산업의 발전은 축산농가의 가축사육두수 증가로 이어지고 있으며, 가축사육두수 증 가는 분뇨의 배출량 또한 증가시키는 문제를 발생한다. 특히 2012년부터 가 축분뇨의 해양투기가 전면 금지됨에 따라 이를 육상에서 전량 처리해야 하므로, 가축분뇨를 효율적으로 관리 및 처리할 수 있도록 하는 가축분뇨관리제 도의 역할은 중요한 위치에 있다 할 것이다. 그 중에서도 가축분뇨를 처리하 는 가장 효율적인 방법으로서 자원화 방안을 마련하여야 할 것인 바, 자원으 로서의 역할을 최대화할 수 있도록 관련 법률에서 체계정립에 노력해야 한 다. 그러나 현행 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률」상의 가축분뇨관리제도 는 환경부의 권고안에 따르되 지방조례에서 자체적으로 과도하게 규제하고 있으며, 가축실태조사와 관련한 시행령과 고시 사이에 부조화가 발생한다는 문제점이 있다. 또한 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률」상 가축분뇨의 자원화에 영향을 미치는 항생제 사용기준에 대한 규정을 두고 있지 않아, 축 산농가에서 무분별하게 항생제 사용이 이루어지고 있는 실정이다. 이에 따라 가축분뇨의 효율적인 관리 및 자원화를 위하여 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률」상의 개선이 이루어져야 한다. 즉, 주민과 농가 간에 이익형량을 통한 과도한 규제를 자 제하되, 권고안의 형식이 아닌 법령에서 사 육제한 거리에 대한 기준을 제시할 필요가 있다. 또한 가축분뇨실태조사와 관련하여 시행령과 고시 간의 조화를 이루어야 하며, 가축분뇨의 자원화에 영향을 미치는 항생제의 사용에 관한 기준을 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관 한 법률」에서 규정할 수 있도록 법적 정비가 필요하다. The livestock industry of Korea tends to continue growing due to the government's stockbreeding encouragement policy and the increased demand for livestock products coming from increased national income. This development of the livestock industry leads to the increase of the livestock numbers in stockbreeding farmhouses, which is causing a problem of increasing the discharge of night soil as well. In particular, The entire quantity of livestock night soil should be treated on land as its ocean dumping has been prohibited on a full scale since 2012. This will increase the role of the livestock night soil management system that enables livestock night soil to be efficiently managed and treated. Among other things, the most efficient method of treating livestock night soil is to prepare the scheme to recycle it and accordingly there is a need to maximize its role as the resource. But the livestock night soil management system in the current 「Livestock Night Soil Act」 has a problem of the discordance between its Enforcement Ordinance and notification as excessive restriction is put on it only by the local ordinance in accordance with the proposal of recommendation by the Ministry of Environment. And it has no provisions concerning the criterion for use of antibiotics that has a great effect on the recycling of livestock night soil in the 「Livestock Night Soil Act」, which actually contributes to the indiscriminate use of antibiotics in stockbreeding farmhouses. Accordingly, there is a need to improve the Livestock Night Soil Act for the efficient management and recycling of livestock night soil. That is, there is a need to present, in related laws and regulations, the criterion for put restriction on the distance between ordinary residents and stockbreeding farmhouses in relation to stockbreeding while refraining from the excessive restriction on it through the harmony between both sides. And there should be harmony between the Enforcement Ordinance and notification of the 「Livestock Night Soil Act」 in relation to the survey on the actual condition of livestock night soil. And legal reorganization is needed to prescribe the criterion for use of antibiotics influencing the recycling of livestock night soil in the 「Livestock Night Soil Act」.

생육환경분석을통한 서울·인천·경기지역 천연기념물 노거수의관리방안

이승제 국립문화재연구원 2009 헤리티지:역사와 과학 Vol.42 No.1

This study was conducted to formulate management guidelines for Natural monumental old trees in Korea through survey of tree vigor and analysis of growing environments. A total of 20 old trees designated as natural monuments in Seoul, Incheon, and Gyeonggi Province were surveyed. The biological characteristics were surveyed with 4 items of species, ages and height of trees. The surrounding environments were surveyed with 2 items of location types and surroundings. The root conditions were surveyed with 2 items of denudation and molding depth. The health conditions were surveyed with 5 items of withering rate, cavity size, bark breakaway rate , damages by blight and insects, and growing tips. The soil conditions were surveyed with 6 items of PH, organic contents, valid phosphoric acid, transposal cations(K, Ca) and soil compaction. On the basis of outcomes of these research items, mutual relations among locations, growings and soil conditions of old trees were analyzed by carring out cross tabulation, correlation, and simple and multiple regression. Management guidelines were presented searching the factors effecting on the health of the monumental old trees. On the biological characteristics, the old trees designated as natural monuments were Pinus bungeana(4 trees), Juniperus chinensis(3 trees), Ginkgo biloba(3 trees), Poncirus trifoliata(2 trees). Actinidia arguta, Wisteria floribunda, Thuja orientalis, Quercus mongolica, Sophora japonica, Fraxinus rhynchophylla, Zelkova serrata, and Pinus densiflora. The tree height ranged from 4.2 to 39.2m, and root collar rounds ranged from 1.01 to 15.2m. On the surrounding environments, The location types ; Gardens(4), historical sites(5), residental sections(3) open agricultural fields(3), mountain hills(3), and near ocean beaches(1) and stream site(1). The surroundings ; 75% denudation of roots, molded more than 10cm except 4 trees(25%). On the health conditions, 1)Withering rate ; Ginkgo biloba(20%) in Yongmoon temple, (5%) in Saki-ri, kanwha-gun, and others had no withering rate. 2) Cavity size ; all subject had 5~100cm3 of cavity. 3) Bark breakaway rate ; Pinus bungeana in Soosong-dong, in the shrine of Confucius, in Samchung-dong, especially high rate of cavity(5~50%) in Seoul area and in Saki-ri, Kangwha-gun were high 45% brakeaway rate. 4) Damages by blight and insects was slight due to managements. 5Growing tips ; In cases of Juniperus chinensis in Changdeok palace and SunnogDang , seoul, growing tips were 1/2, presumably cause by air pollution, and in cases of Fraxinus rhynchophylla in Paju city and Pinus densiflora in BacksaDorip-ri, Icheon city, growing tips were fine, presumably because there were no moldings. On the Soil conditions, Soil pH ranged from 5.2 to 8.3, organic matter contents from 12% to 56%, phosphorus contents from 104 to 618ppm, soil compaction ranged from 7 to 28mm( among them, Denudation was severe with 21~28mm soil compactions in cases of Pinus bungeana in Soosong -dong, Thuja orientalis in Samchung -dong, Ginkgo biloba in the shrine of Confucius and in Yongmoon temple.) Results of cross tabulation, correlation, and regression analysis showed that molding depth was the most serious factor to deteriorate the tree vigor and cambium conductivity. In addition, soil acidity, organic matter contents, disease and insect damages and cambial detachment were also related to the tree vigor. Additional research of these relationships will be needed to conduct more detailed studies. Based on the relationships between the tree vigor and growing environments, it is considered that old trees should be managed to give them more growing spaces and less abuses. Also, molded soils should be removed and further soil-molding around the tree collar should be prohibited. For the construction of systematic management and removal of harmful factors, appropriative management according to spices, persistent monitering of damaged cases and construction of management system through the accumulation of data on the relationships of soil conditions are required. 본 연구는 우리나라 노거수의 생육환경의 악화 및 훼손에 따른 관리방안을 제시하기 위하여 천연기념물 노거수의 생육환 경을 분석함으로서 과학적인 보호관리대책을 수립하기 위한 목적으로 실시하였다. 연구대상지는 서울, 인천, 경기 지역의 천연기념물 노거수 20주를 대상으로 개체별 특성을 파악하였다. 생물학적 특성은 수종명, 수령, 수고, 근원둘레 4개항목을 조사하고, 입지현황은 입지유형, 입지환경의 2개 항목, 근원부 성상은 나지화, 복토깊 이의 2개 항목, 건강도는 고사지율, 공동크기, 수피이탈율, 병충해, 신초생장의 5개 항목, 토양환경은 토양 pH, 유기물함량, 유 효인산, 치환성양이온(K, Ca), 토양경도의 6개 항목으로 설정되었다. 이와 같은 조사항목별 현황조사 결과를 토대로 노거수의 입지현황과 생육환경 및 토양환경과의 상호관련성을 파악하기 위하여 상관관계 분석을 실시하여 노거수의 건강에 가장 영향 을 끼치는 인자를 구명하고, 이에 따른 과학적인 관리방안을 제시하고자 하였다. 조사항목별 현장조사 결과 생물학적 특성에 있어서는 천연기념물 노거수는 백송(4주), 은행나무(3주), 향나무(3주), 다래, 등나무, 측백나무, 굴참나무, 탱자나무(2주), 회화나무, 느티나무, 물푸레나무, 소나무로 12종로 분포하였으며, 수고는 4.2~39.2m, 근원둘레 1.01~15.2m이었다. 입지현황은 건물내부형(4주), 유적지형(5주), 주택지형, 들판형, 동산형이 각 3주, 하천 및 해변형이 각 1주로 구분되었으며, 생육환경의 나지화 정도에 있어서는 조사지역 중 75%가 나지화가 진행된 상태이 며, 복토깊이는 복토되지 않은 지역 4주(25%)를 제외하고 10cm 이상 복토가 이루어졌다. 건강도에 있어서 첫째, 고사지율은 용문사 은행나무 20%, 강화군 사기리 탱자나무 5%였으며, 그 외 지역은 관리가 이루 어져 고사지가 발생되지 않은 상태이었다. 둘째, 공동크기에 있어서는 전 조사지역에서 5~100㎤로 공동이 발생하였으며, 셋 째, 수피이탈율에 있어서는 5~50%로서 공동발생이 높은 서울지역의 수송동 백송 및 문묘의 백송, 삼청동 등나무, 강화군 사 기리 탱자나무가 45%로 높은 수피이탈율을 나타내었다. 넷째, 병해충의 피해는 인위적인 관리가 이루어지고 있어 경미한 상 태이었으며, 다섯째, 신초생장에 있어서 창덕궁, 선농당 향나무의 신초생장이 1/2로서 주변 대기오염의 영향을 받고 있는 것으 로 사료되었으며, 파주 적성면의 물푸레나무, 이천 백사 도립리의 소나무는 신초의 생장상태가 양호하여 근원부 복토가 되지 않아 신초생장에 영향을 미치는 것으로 사료되었다. 토양환경에 있어서 토양 pH 5.2~8.3, 유기물함량 및 유효인산이 각각 12~56%, 104~618ppm으로서 토양의 시비 관리가 이루어지고 있는 것으로 파악할 수 있었다. 토양경도에 있어서는 7~28mm이었으며, 조사대상 중 수송동의 백송, 삼청동의 측 백나무, 문묘 은행나무, 용문사 은행나무 지역은 토양경도 21~28mm로 나지화 현상이 심하게 나타나고 있었다. 이러한 조사결과를 토대로 상관관계분석을 실시하였는데, 복토깊이가 수목의 생육에 커다란 영향을 미치는 것으로 분석 되었으며, 향후 세부적인 자료구축을 통한 상관관계성 규명이 필요할 것으로 사료되었다. 본 연구를 통하여 노거수의 주변환경으로 건물, 시설지의 제한적인 관리 및 규제 등을 통한 인위적인 영향을 최소화하고 노거수의 양호한 생육을 위한 복토제거 등 근권확보가 필요할 것으로 사료되었다. 이와 같은 노거수 환경에 따른 문제점을 극복하고, 지속적인 관리시스템 구축을 위하여 동일 수종별 객관적인 비교, 분석 을 통한 적정한 생육환경 조성 방안의 구축이 필요하며, 지속적인 모니터링을 생육의 피해현상 및 토양환경과의 지속적인 데 이터축적을 통하여 관리 시스템의 정립이 이루어져야 할 것이다.

토압식 쉴드 TBM 굴진을 위한 화강풍화토의 컨디셔닝을 평가하는 간편 시험법

김태환,권영삼,정희영,이인모 사단법인 한국터널지하공간학회 2018 한국터널지하공간학회논문집 Vol.20 No.6

Soil conditioning is one of the key factors for successfull tunnel excavations utilizing the earth pressure-balanced (EPB) shield tunnel boring machine (TBM) by increasing the tunnel face stability and extraction efficiency of excavated soils. In this study, conditioning agents are mixed with the weathered granite soils which are abundant in the Korean peninsula and the workability of the resulting mixture is evaluated through the slump tests to derive and propose the most suitable conditioning agent as well as the most appropriate agent mix ratios. However, since it is cumbersome to perform the slump tests all the time either in the laboratory or in-situ, a simpler test may be needed instead of the slump test; the fall cone test was proposed as a substitute. In this paper, the correlation between the slump value obtained from the slump test and the cone penetration depth obtained from the proposed fall cone test was obtained. Test results showed that a very good correlation between two was observed; it means that the simpler fall cone test can be used to assess the suitability of the conditioned soils instead of the more cumbersome slump test. 토압식(Earth Pressure Balanced, EPB) 쉴드 TBM 굴착에서 첨가제 사용을 통해 막장안정과 배토효율을 증대시키며, 토사지반에의 적용범위를 확대시킬 수 있다. 첨가제로배합된 굴착토사는 배합 전과 그 거동을 달리하는데, 일반적으로 워커빌리티를 평가하여 비교할 수 있다. 본 연구에서는 국내 화강풍화토와 첨가제를 배합한 후 슬럼프 시험을 통해 워커빌리티를 평가하고, 적절한 배합비를 도출하고자 하였는바, 매 경우마다 슬럼프 시험을 실시하는 것이 많은노력을 요하므로 실내 혹은 현장에서 슬럼프 시험보다 간편한 시험법이 필요하다고 판단되어 대체 실험으로서 낙하 콘시험을 고안하였다. 같은 시료에 대하여 슬럼프 시험에 의한 슬럼프 치와 낙하 콘 시험에서의 콘 관입깊이와의 상관관계를 구한 결과 매우 상관성이 높음을 알 수 있었다. 따라서 국내에 편재해있는 화강풍화토에 대한 쏘일 컨디셔닝의 평가에핵심인 슬럼프 치 대신 낙하 콘 시험을 이용할 수 있는 관계식을 제안하였다.

제주도 현무암 기원 토양의 바나듐 용출 특성

현익현 ( Ik-hyun Hyun ),양철신 ( Cheol-shin Yang ),윤성택 ( Seong-taek Yun ),김호림 ( Horim Kim ),이민규 ( Min-gyu Lee ),감상규 ( Sang-kyu Kam ) 한국환경과학회 2016 한국환경과학회지 Vol.25 No.11

To understand the characteristics of vanadium leaching from soils formed by the weathering of basalts, paleo soil at Gosan, Jeju Island, Korea, and several present-day soils from neighboring areas were collected. Leaching experiments were carried out by two approaches: 1) batch experiments under various geochemical conditions (redox potential (Eh) and pH) and 2) continuous leaching experiments under conditions similar to those of natural environments. From the batch experiments, leached vanadium concentrations were highest under alkaline (NaOH) conditions, with a maximum value of 2,870 μg/L, and were meaningful (maximum value, 114 μg/L) under oxidizing (H₂O₂) conditions, whereas concentrations under other conditions (acidic-HCl, neutral-NaHCO₃, and reducing-Na₂S₂O₃) were negligible. This indicated that the geochemical conditions, in which soil-water reactions occurred to form groundwater with high vanadium concentrations, were under alkaline-oxidizing conditions. From the continuous leaching experiments, the pH and leached vanadium concentrations of the solution were in the ranges of 5.45 5.58 and 6 9 μg/L, respectively, under CO₂ supersaturation conditions for the first 15 days, whereas values under O₂ aeration conditions after the next 15 days increased to 8.48~8.62 and 9.7~12.2 μg/L, respectively. Vanadium concentrations from the latter continuous leaching experiments were similar to the average concentration of groundwater in Jeju Island (11.2 μg/L). Furthermore leached vanadium concentrations in continuous leaching experiments were highly correlated with pH and Al, Cr, Fe, Mn and Zn concentrations. The results of this study showed that 1) alkaline-oxidizing conditions of water-rock (soil) interactions were essential to form vanadium-rich groundwater and 2) volcanic soils can be a potential source of vanadium in Jeju Island groundwater.

Laboratory Investigation on Excavation Performance of Foam-conditioned Weathered Granite Soil for EPB Shield Tunnelling

이효범,오재현,신영진,원종묵 대한토목학회 2023 KSCE Journal of Civil Engineering Vol.27 No.12

As weathered granite soils are extensively distributed in the Korean Peninsula, determining the optimal foam conditioning parameters for weathered granite soils can provide a high workability, low permeability, and high compressibility of weathered granite soils for successful operation of an earth pressure balance (EPB) shield tunnel boring machine (TBM). In this study, a laboratory-scale excavation apparatus was developed to conduct various laboratory excavation simulations for measuring the excavation-induced torque and the abrasivity of cutter bits. In addition, slump values, compressibility, and permeability were measured to evaluate the workability of foam-conditioned weathered granite soils. From the experimental results, the optimal foaming conditions for the weathered granite soil was obtained at foam injection ratios (FIRs) of 60 – 70%, foam expansion ratios (FERs) of 15 – 18, and foaming agent concentrations (Cf) of 3 – 4%. The experimental results presented in this study can provide the rheological, mechanical, and hydraulic behavior of foam-conditioned weathered granite soils for successful EPB TBM operation.

산사태지역 자연사면의 지질별 토질특성 및 상관관계 분석

김경수 ( Kyeong Su Kim ) 대한지질공학회 2007 지질공학 Vol.17 No.2

이 연구는 산사태가 발생한 자연사면의 토층을 대상으로 여러 토질시험을 실시하여 산사태에 영향을 미치는 토질특성을 고찰하고, 산사태와의 관련성 및 각 물성간의 상관관계를 분석하였다. 연구지역은 지질조건이 다른 3개지역으로서 같은 시기에 집중호우로 인해 산사태들이 집중적으로 발생된 경기 장흥 편마암류지역, 경북 상주 화강암류지역 및 경북 포항 제3기퇴적암류지역이다. 지질별로 다소의 차이는 있으나 산사태발생지역의 토층은 미발생지역에 비해 세립자의 함유비율이 더 높고 대체로 큰 간극율과 작은 밀도특성을 갖는다. 그리고 동일한 지질조건인 경우 투수성이 양호한 토층이 산사태에 더 취약한데, 투수성은 입도분포, 간극크기, 흙입자의 거칠기 및 구조 등의 토질특성과 풍화나 퇴적환경 등 지질성인에 영향을 받는다. 모든 지질조건에서 전단저항각이 큰 토층은 작은 토층에 비해 산사태에 더 안정한 지반으로 분류된다. 투수계수에 영향을 미치는 토질인자는 유효경, 균등계수, 곡률계수, 간극율 및 밀도 등이고 이들은 서로 상관관계에 있는 물성이다. 이러한 상관성은 3개지역 모두에서 유사한 경향성을 보였다. 한편, 간극비와 간극율이 크면 투수계수도 따라서 커지는 상호 비례적 관계를 갖는다. In this study, the soil characteristics are analyzed using the result of various soil tests as an object of the soil layer of natural slopes in landslides areas. Also, the relationship with landslides and interrelation with each soil properties are analyzed. The landslides in three areas with different geological condition are occurred due to heavy rainfall in same time. The geology of Jangheung area, Sangju area and Pohang area is gneiss, granite, and the tertiary sedimentary rock, respectively. However soil characteristics have a little differentiation to geological condition, the soils sampled from landslide area have higher proportion of fine particle and porosity, and lower density than those from non landslide area. In case of same geological condition, landslides are occurred in the terrain slope with high permeability. The permeability is mainly influenced by the soil characteristics such as particle size distribution, porosity, particle structure, and the geological origins such as weathering, sedimentary environment. The soil layer with high internal friction angle is more stable than that with low internal friction angle in all geological condition. The permeability is mainly influenced by effective particle size, coefficient of uniformity, coefficient of gradation, porosity, density and so on. Also, those have interrelation with each factor. These interrelations are similar in all study area. Meanwhile, in proportion as the void ratio and the porosity rises the permeability increases.