낙동강 하구 점토의 비배수전단강도 결정방법에 관한 연구

Abstract

최근 우리나라는 산업의 고도화와 경제성장이 촉진됨에 따라 산업단지, 주거단지, 철도, 도로, 항만구조물의 확충 등의 인프라 구축을 위한 국토개발의 필요성으로 이에 대한 투자가 지속적으로 이루어지고 있다. 특히 산지가 전국토의 3분의 2를 차지하고 있는 좁은 국토면적과 삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라 실정에서 효율적인 국토이용을 위해서는 지리적으로나 지질학적으로 불리한 해안 또는 강변의 연약지반을 활용해야 할 필요성이 높아지고 있다. 한편, 연약지반위에 구조물을 시공하는 경우 압밀침하로 인한 부등침하, 지지력 부족 등과 같은 지반공학적인 문제가 흔히 유발되기 때문에 지반조사를 통한 대상 지반의 공학적 특성 파악이 매우 중요하다. 그 중 비배수 전단강도는 점토 지반의 단기안정 해석을 위한 가장 중요한 설계정수로서 비배수 전단강도를 산정하기 위한 시험으로는 실내시험과 현장시험으로 크게 분류되고 그 종류는 10여 가지가 넘는다. 그러나 실내시험은 시료의 채취 및 운반, 성형과정에서 교란을 피할 수 없는 반면 현장시험은 거의 교란되지 않은 원지반 상태에서 시험을 수행할 수가 있다. 비배수 전단강도는 흙의 소성이 클수록 과대평가하는 경향이 있는 데, Bjerrum은 소성지수와 보정계수의 관계를 단순화하여 식을 제안하였다. 그러나 이 제안식은 국내의 자료를 반영하지 않고 있다는 제한성으로 인하여 국내 지반에 적용하는 데 한계성을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 낙동강 하구 일대의 양산, 명지, 부산신항, 화전지역의 두껍게 퇴적되어 있는 점토층에서 불교란 시료를 채취하여 실내시험 및 현장시험을 수행하여 이들 실험결과로부터 낙동강 하구 점토의 비배수 전단강도 특성을 분석하였고, 각각의 비배수 전단강도와의 상관관계를 토대로 기존의 식을 보완하여 새로운 수정식을 제안하였다. 첫 번째로 낙동강 하구 일대의 비배수 전단강도 특성 분석을 위해 낙동강 하구 점토에 대한 각종 시험결과를 이용하여 강도증가율을 평가한 결과, 전반적으로 심도가 증가함에 따라 강도증가율은 감소하는 경향을 보였고, 약 30m이상의 심도에서는 심도증가에 무관하게 대략 0.20을 전후하여 일정하게 분포하는 것으로 나타났다. 그러나 강도증가율은 소성지수와 무관하게 거의 0.30을 전후하여 지역별로 분산된 경향을 보였는 데, Bjerrum에 의한 분류에 따르면 경시 점토에 근접하고 있어 다소 연대효과가 있는 것으로 나타났다. 두 번째로 동일한 위치 및 심도의 원지반과 불교란 시료에 대해 실시한 실내 및 현장베인시험 결과의 상관도를 비교 분석한 결과, Bjerrum이 제안한 곡선의 상관도()보다 높은 것으로 나타났으며, 이를 통해서 새로운 현장베인시험 보정계수의 관계식으로 를 제안하였다.