액상화(Liquefaction) 현상

▒ 기출문제

- 110회 1교시 1번 : 액상화(Liquefaction)

- 90회 1교시 3번 : 액상화 현상

- 71회 1교시 10번 : 액상화(液狀化)

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▒ 개요

① 사질토에서 지진시 과잉간극수압 증가로 유효응력이 0 이 되어 흙이 물(액체)처럼 되는 현상

② 액상화 현상은 부동침하, 지반이동, 지중 매설물의 부상 등을 발생 시킨다.

 

▒ 액상화 공식 (쿨롬의 법칙 보기)

 

▒ 액상화 발생 매커니즘

느슨한 모래지반<그림a> → 전단변형 발생 → 과잉간극수압 유발 → 입자가 서로 떨어져 물에 부유(액상화)<그림b> → 간극수 배출로 인한 과도한 침하발생<그림c>

 

▒ 액상화 현상의 문제점

① 부동침하 발생

② 지반의 이동

③ 지중 매설물 부상

 

▒ 액상화의 영향요소

① 밀도 : 입자가 조밀하게 가득 차 있을 수록 액상화 어려움

② 포화도 : 포화도 낮아 간국수에 공기가 포함되어 있는 경우 액상화 어려움

③ 입도분포 및 입자크기 : 입도분포 균질한 세립토가 굵은모래보다 액상화 쉬움

④ 유효상재압 : 모래는 내부 마찰각을 가지기 때문에 구속압력 늘면 액상화 저항 강도 증가

⑤ 진동특성 : 순간적인 재하에서는 지층 전체에 동시에 액상화 발생

⑥ 배수와 퇴적조건 : 배수조건이 좋을 경우 간극수압 소산에 유리하게 작용

 

▒ 액상화의 대책(액상화 영향요소를 제거)

① 밀도증대 : 다짐공법으로 밀도를 크게하여 액상화 강도 증대

② 간극수압소산 : 지진시 과잉간극수압을 소산, 쇄석말뚝 생성 등

③ 고결 : 사질지반내 시멘트 등의 안정재료를 혼합하여 지반을 고결

④ 유효응력 증대 : Deep Well공법으로 지하수위를 내림

⑤ 치환 : 액상화가 발생하지 않는 재료로 치환

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▒ 연관문제

흙의 전단강도 - 표준관입시험 - 말뚝의 시간경과 효과 - 지진(내진,면진,제진)

 

▒ 참고문헌(출처)

1) 지진에 의한 액사화 평가 및 보강대책 / 권오순

2) 말뚝기초 주변지반 액상화 방지를 위한 그라우팅 적용 사례연구 / 강준오

3) 구조물의 기초공사 / 이장덕