세종기지 및 시베리아 흙의 동결특성 시험

국문 초록 (Abstract)

남극 세종기지 및 시베리아의 블라디보스톡에서 채취한 흙 시료에 대하여 지반공학적인 기본 시험 즉, 비중시험, 다짐시험, 입도시험, 온도변화에 따른 열전도율시험, 부동수분시험, 일축압축강도시험을 수행하였다. 또한 블라디보스톡시료에 대해 온도변화별 인장강도시험을 수행하였다. 일축압축강도시험과 인장강도 시험시 시료의 동결에 의한 부피의 팽창을 억제하면서 공시체를 만들어 온도 변화 및 함수비 변화에 따른 강도변화를 비교하였다. 열전도율 시험 결과 영하 상태에서 흙의 열전도율은 영상 상태에서의 그것보다 훨씬 높게 나타났다. 온도변화에 따른 부동수분시험 결과 부동수분은 0～-5℃ 사이에서 급격히 감소하였으며, -20℃까지도 부동수분이 존재하였다. 압축강도시험 결과 함수비 변화에 따라서 다양한 응력-변형률 곡선을 보였으며, 남극의 사질동결토는 동일 온도의 얼음보다 훨씬 큰 강도를 보였으나, 블라디보스톡의 점성동결토는 초기 영하상태에서는 얼음 보다 작은 강도를 보이다가 -15℃ 이하에서 서서히 얼음 보다 큰 강도를 나타내기 시작하였다. 또한 온도저하에 따라 인장강도가 증가하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Soil samples from the King Sejong Station in Antarctic and Vladivostok were tested in the laboratory and specific gravity, compaction curve, grain size distribution were determined. The effect of temperature change on the thermal conductivity, unfrozen water content, compressive strength were investigated. In addition, the change of tensile strength with temperature of the soil from Vladivostok was measured. Samples for the compressive strength test and tensional strength test were prepared in a mould with a fixed volume to prevent swelling. Also the effects of temperature and water content change on those strength were compared. Results from the thermal conductivity test showed that thermal conductivity values for both soils was larger at temperatures below freezing than those above freezing. The unfrozen water content dropped rapidly within a temperature range of 0～-5℃ and then gradually decreased further -20℃. Compressive strength test results showed various stress/deformation curves with a change in water content. Sandy soil of the King Sejong Station had a much larger strength than ice at an identical temperature, while clayey soil of Vladivostok had a smaller strength than ice in the initial stage, but showed a larger strength at temperatures belows -15℃. Tensile strength tests revealed an increase in the strength with a decreasing temperature.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT
• 요지
• 1. 서론
• 2. 흙 시료의 기본 성질
• 3. 열전도율 시험
• 4. 부동수분 시험
• 5. 일축압축강도시험
• 6. 인장강도시험
• 7. 결론
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 김영진, "시베리아 동토지역 진출을 위한 미래건설 기술개발" 한국건설기술연구원 170-174, 2007

2 김영진, "부동수가 동토의 성질에 미치는 영향" 6 (6): 68-74, 2005

3 Dillon, H.B., "Predicting unfrozen water contents in frozen soils" 3 : 53-60, 1966

4 Anderson, D.M., "Physics, chemistry, and mechanics of frozen ground; A review" National Academy of Sciences 257-288, 1973

5 Halliday, D., "Fundamentals of Physics, Sixth Edition" John Willy & Sons 304-305, 2001

6 Frank P. Incropera, "Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Fourth Edition" John Willy & Sons 904-, 2001

7 Stephen J. Jones, "A review of the strength of iceberg and other freshwater ice and the effect of temperature" 47 : 256-262, 2007