제체의 파이핑 안정성 평가에 대한 실험적 연구

Abstract

지반 재료로 이루어진 제체는 물의 침투가 발생하며, 침투 파괴로 인한 안정성이 항상 요구되기 때문에, 침투 파괴의 발생. 파괴 조건을 분명히 하는 것이 바람직하고 종래부터 Terzaghi에 의한 한계동수 경사나 한계 유속에 입각하여 생각할 수 있으나 파이핑은 대상재료의 불균일성이나 지질조건의 사소한 변화에 의한 경우가 많으므로 이론적인 접근은 쉽지 않다. 따라서 본 연구의 목적은 실내실험을 통해 파이핑 안정성을 평가하기 위해 시료의 부분적인 파괴가 발생하였을 때의 동수경사와 유속을 파악하기 위한 방법을 제시하고자 한다. 침투 유량, 표면고의 변위, 동수경사를 측정하고 측정결과를 바탕으로 파이핑이 발생하였을 때의 한계동수경사와 한계유속을 파악하기 위한 방법을 알아보고, 실험을 통해 구한 한계동수경사와 한계유속을 이론식을 통해 구한 값과 비교 분석하였다. 실험 결과 수두증분, 유량증분, 표면고 변화를 통해 한계동수경사를 파악할 수 있었다. 실험을 통해 결정된 한계동수경사 값은 Terzaghi의 이론식보다 작은 값을 나타내었으며, 한계유속은 상대밀도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타냈다. 이론식들 중 다짐에 의해 시료의 파이핑 저항 능력을 과대평가하는 정도가 가장 작은 것은 Schmieder의 이론식이었으며, Schmieder의 이론식을 적용하는 경우 상대밀도가 높을수록 한계동수경사 이론식을 사용하는 것은 바람직하지 않은 것으로 나타났다.; The Levee body composed of soil originate seepage of water, and it always requires safety by seepage failure. So it is desirable to explicate the condition of seepage failure. Conventionally it is considerable that it is examined by limit flow velocity and limit hydraulic gradient method proposed by Terzaghi. Piping phenomenon is difficult to access theoretically because of variety of the nature of soil. Therefore, in this research, the experiments were carried out in order to present the method to notify limit flow velocity and limit hydraulic gradient when the partial failure is occurred. hydraulic gradient, flow, displacement of surface are measured, and from a result the method is recognized to grasp limit flow velocity and limit hydraulic gradient. And they are compared with a theoretical method. In the experiments, the limit hydraulic gradient is appeared small value in proportion to the theory of Terzaghi. The limit flow velocity shows a tendency to decrease as a increase of relative density. It is Schmieder's equation that is the smallest overestimate as a increase of relative density among the theoretical equations. In case of application of Schmieder's equation, it is undesirable to apply the theoretical equation as a increase of relative density.