상수관로 파손에 의한 지반함몰 메커니즘 규명을 위한 실험적 연구 :(An) experimental study to investigate ground sink mechanism by damaged water pipe

김영호

추천

검색

자료유형: 학위논문

저자정보: 김영호 (중앙대학교, 中央大學校大學院)

지도교수: 한중근

발행연도: 2017

저작권: 중앙대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수0

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

상수관로 파손으로 인한 지반함몰 발생메카니즘에 관한 실험적 연구

김영호 , 김주봉 , 김도원 외 1명 한국지반신소재학회 논문집 2017.06 학술저널

상수관로 파손에 의한 지반함몰 메커니즘 규명을 위한 실험적 연구

김영호 토목공학과 지반공학 전공 2017.01 학위논문

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

최근 도시 노후화에 따른 파이프라인의 노후화에 기인한 상하수도관의 파손에 의한 지반함몰은 발생빈도가 증가하고 있다. 최근 많은 연구들을 통해 하수관거의 파손에 따른 지반함몰특성은 규명되고 있지만, 상수관로 파손에 의한 지반함몰특성 연구는 미진한 상태라 할 수 있다. 본 연구에서는 상수도관의 파손에 따른 매설관 상부지반의 지중 내 발생되는 공동 및 이완영역을 알아보기 위해 지반특성과 상수도관에서의 압력 및 속도수두에 따른 지반붕괴특성을 실내모형시험을 통해 고찰하였으며 실내모형실험을 위한 이완영역탐지기를 이용하여 공동 주변 이완영역을 추정하였다.
모형토조실험에서는 상수도관의 현장다짐상태를 고려하여 상대밀도와 세립분의 함유량에 따라 비교분석하였다. 관거 파손부 주변지반으로 수압에 의해 침투되는 경우 아칭형상의 공동을 시점으로 점차 지반 상부로 확대되어 최종적으로 지표면에서 지반함몰이 발생되었으며, 지반파괴형태는 지반의 상대밀도, 침투력, 세립분 함유량에 따라 차이점을 가짐을 확인할 수 있었다. 본 실험을 통하여 상수관거 파손시 매설관 상부 지반의 세립분과 상대밀도에 따른 3종류의 지반파괴모드를 분류할 수 있었으며 다음과 같다. ① 세립분 함유량이 적고 느슨한 상대밀도의 지반에서는 중간부에서 공동이 발생하여 지표 상부로 이완영역과 공동이 확장되어 펀칭파괴가 발생, ② 세립분이 적고 상대밀도가 보통이상 조밀한 경우 및 세립분이 많고 중간정도의 상대밀도를 갖는 지반에서는 느슨한 경우보다 광범위하게 지표까지 확장되어 펀칭파괴 발생, ③ 다짐상태는 우수하지만, 세립분 함유량이 많은 지반인 경우 이완영역의 확산이 광범위해짐에 따라 대규모의 공동을 형성하지만 함몰이 발생하지 않고 안정상태를 갖는 경우.
연약지반의 강도 측정이 가능한 이완영역탐지기를 이용하여 중간 및 조밀정도의 상대밀도를 갖는 지반에서 형성된 공동 주변 지반을 측정한 결과, 공동영역에서부터 일정 범위 내 공동 영역, 교란영역 및 이완영역의 3개 영역으로 구분 가능하였다.
상수관거 파손에 기인한 지반함몰은 표준시방서 설계기준으로 제시되어있는 다짐특성을 성실히 이행하는 경우 급작스러운 붕괴보다 초기 지연특성에 의한 GPR 혹은 지반비파괴검사를 통하여 공동 발생에 따른 이완영역까지 보완할 수 있는 적절한 사전보수 ? 보강방법 등을 적용하여 도심지에서 발생되는 지반함몰에 대처 가능함을 알 수 있었다.

Ground sink caused by damaged water pipe and sewer is recently increasing due to the aging of city and pipeline in many city. Although many recent studies have verified characteristics of ground sink due to wastewater pipe breakdown, research about characteristics of ground sink due to water pipe breakdown is deficient. This study aims to investigate the ground sink mechanism caused by water and sewer pipe breakdown. Accordingly, model experiment conducted to identify cavity and relaxation zone in the ground considering characteristics of ground and ground failure on the damaged water pipe. In the process of model experiment, the water pipe pressure and velocity head was considered to find out ground sink mechanism. Also, relaxation zone estimated by using relaxation zone investigator for model experiment.
In a model test, comparative analysis conducted about relative density and fine-grain contents considering water pipe construction condition. In the case of penetration by hydraulic pressure to the surrounding ground, the arch shaped cavity was gradually enlarged to the upper part of the ground and finally the ground sink occurred at the surface. It was found that the type of soil failure depends on the relative density, the penetration, and the content of fine-grain in the ground. Through model test, three types of ground failure modes were classified according to the grain size and the relative density of the soil above the buried pipe. ① In the ground of loose relative density with small amount of fine-grain content, cavitation occurred in the middle part, and the punching failure occurred due to the expansion of the relaxed area and cavity to the surface. ② Fine-grain content is small and the relative density is from regular to dense, the punching failure occurs more extensively on the ground than on the loose ground. ③ the ground about compaction state is good and a large amount of fine-grain contain is formed into a large scale cavity but has a stable state without ground sink.
As a result of the measurement of the ground nearby cavity, using the relaxation zone investigator, it was possible to classify into three areas, cavity area, disturbance area and the relaxation area within a certain range.
The ground sink due to the damaged water pipe is characterized by initial delay characteristics rather than sudden collapse when the compaction characteristics proposed in the standard specification. Therefore, it can be understood that it is possible to cope with the ground sink occurring in the urban area by applying appropriate pre-repair and reinforcement method that can complement the relaxation area by co-generation through GPR or the ground non-destructive test.

제1장 서 론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구동향 7
1.3 논문의 구성 10
제2장 이론적 배경 12
2.1 지반함몰 12
2.1.1 지반함몰의 정의 12
2.1.2 지반함몰 발생 메커니즘 14
2.1.3 이완영역 19
제3장 실험방법 및 내용 22
3.1 모형실험 개요 22
3.2 실험장치 및 실험방법 23
3.2.1 모형토조 23
3.2.2 사용시료 25
3.2.3 실험조건 26
3.2.4 실험방법 27
3.2.5 이완영역탐지기의 제작과 활용 29
제4장 실험결과 및 분석 31
4.1 사용시료 물성실험 결과 31
4.2 모형토조 실험결과 33
4.2.1 느슨한 지반상태 (Case. 1) 33
4.2.2 중간정도의 다짐상태(Case. 2, Case. 4) 36
4.2.3 조밀한 지반상태(Case. 3, Case. 5) 40
제5장 지반조건에 따른 지반함몰 특성 44
5.1 지반함몰 및 파괴특성 분석 44
5.1.1 상대밀도에 따른 지반파괴모드 44
5.1.2 세립분 함유량에 따른 지반파괴모드 46
5.1.3 지반특성에 따른 파괴모드의 제안 48
5.2 이완영역 측정방안의 분석 51
5.2.1 이완영역 탐지결과 51
5.2.2 이완영역의 예측 55
제6장 결론 및 제언 57
참고문헌 59
국문초록 62
ABSTRACT 64

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)