동전기 고결화 기법이 적용된 해성점토의 전단강도 평가

Abstract

본 연구는 연약지반 강도개량 공법의 일종으로서 동전기를 이용하여 고결제를 인위적으로 주입하는 전기주입기법이나 분해성 전극의 전기분해기법이 적용된 연약지반에 대해 개량기법 적용 후 처리기간에 따른 전단강도의 변화를 분석함으로써 최적 안정화 기간의 산정을 목표로 하였다. 이를 위해 규격화된 중형 토조를 이용하여 다양한 실험조건 바탕으로 실내모형실험을 수행하였다. 사용된 시료는 서해안에서 채취한 재성형 해성점토이며, 고결제의 전기주입기법 적용 시에는 1M의 규산나트륨을 양(+)극부에 주입하였고, 전극의 전기분해 기법에서는 알루미늄 재질의 전극을 동전기 분해성 전극으로 이용하였다. 시료의 높은 전기전도도에 따른 균일한 직류전기장을 적용시키기 위해 1.0A의 일정전류조건으로 설계하였으며, 10일 동안의 동전기처리 이후에 0일, 15일, 30일, 60일, 120일, 180일로 안정화 기간을 설정하여 최적 안정화 기간을 산출하고자 하였다. 전기주입과 전기분해 등 모든 조건에서 장기 안정화 실험의 결과, 15일간의 안정화 기간을 거친 시료의 경우, 동전기 해체직후보다 급속한 강도증진효과가 나타났고, 30일간의 안정화 처리기간 까지 지속적인 증가가 유도되었지만, 60일 이후에는 전단강도 증가량이 급격히 감소하는 경향이 나타났다. 따라서 위의 실험결과를 토대로 지반의 동전기 고결화 기법 적용 후 지반의 안정화가 요구되는 최소한의 안정화 기간이 산출 가능할 것으로 기대된다.

This study carried out a series of pilot scale test using semi rectangular soil box to configure the change of shear strength and calculate optimum stabilized time for soft clay ground applied electrokinetic injection and decomposition method. The soil contained in semi rectangular soil box was marine clay which was taken from west coast in Korea. In case of electrokinetic injection method, 1M sodium silicate was selected in cementation material, and the aluminium electrode was used for electrokinetic decomposition method. For preventing overflow of electric current due to high electrical conductivity in initial soil, constant electric current (1.0A) condition was established. To estimate long-term shear strength changes, the stabilized time were fixed from 0 day to 180 days with 6 kinds of conditions after 10 days electrokinetic application time. Test results showed that sudden increase in shear strength was developed around 15 days in all method. In case of 30 days stabilized time, gradual increase in shear strength was found but shear strength increase was not appeared after 60 days in all test conditions. Based on these test results, therefore, the minimum stabilized time required ground stabilization would be calculated definitely after application of electrokinetic cementation method.