분니현상

분니현상의 정의

분니현상은 열차가 지나갈 때 땅속 미세 진흙 가루가 물과 섞여 궤도 틈으로 솟아오르는 현상이다.

핵심은 세립분, 과잉수, 반복 하중의 세 가지다.

이 세 가지를 먼저 익히면 원인과 대책을 한 흐름으로 설명할 수 있다.

발생 3요소

분니는 세 요소가 동시에 맞아떨어질 때 일어난다.

세립분은 배수 통로를 막고, 과잉수는 간극수압을 높여 입자를 떠오르게 한다.

세 요소 중 하나만 없어도 분니는 진행하기 어렵다.

분니가 진행되는 과정

앞 문제의 정답은 압밀침하다. 압밀침하는 3요소에 들지 않는다.

과잉수가 쌓인 노반에 열차 반복 하중이 가해지면 간극수압이 순간 올라간다.

그러면 세립분이 물과 함께 궤도 틈새로 솟아올라 슬러리가 쌓인다.

배수가 막히면 과잉수가 다시 쌓여 악순환이 이어진다.

이 되먹임 때문에 궤도 틀림이 점점 커진다.

노반 분니와 도상 분니

분니는 발생 경로에 따라 노반 분니와 도상 분니로 나뉜다.

노반 분니는 노반 흙이 직접 펌핑되어 생기고, 도상 분니는 자갈 틈이 세립분으로 오염되어 생긴다.

두 경로는 원인이 달라서 진단과 대책도 구분해야 한다.

노반 분니는 배수 개선과 노반 보강, 도상 분니는 도상 교환과 세척이 주요 대책이다.

계산 예제: 도상 오염지수

도상 시료에서 0.075mm 체 통과분 비율로 오염지수를 구해 보자.

건조 중량이 1000 kg이고 체 통과분이 320 kg이면, 통과분을 전체로 나눈 뒤 100을 곱한다.

그 결과 오염지수 FI는 32%다.

32%는 오염지수가 높은 수준이므로 배수 능력 저하를 의심하고 세척 또는 교환을 검토한다.

헷갈리기 쉬운 점

가장 많이 빠지는 것은 원인 세 가지 중 하나를 빼먹는 것이다.

배수 대책은 배수 양호처럼 막연하게 쓰지 말고 구체적으로 적는다.

분니는 철도 궤도뿐 아니라 도로 포장과 무도상궤도에서도 나타난다.

연약지반의 압밀침하와 분니현상은 다른 현상이라 구분해 답한다.

정리

분니현상은 세립분, 과잉수, 반복 하중이 함께 있을 때 일어난다.

그래서 한 요소만 줄이기보다 배수와 보강을 함께 적용하는 방향이 합리적이다.

답안은 정의, 원인, 발생 경로, 대책 순서로 쓰면 된다.

원인을 구분하지 않으면 자갈 교체만 반복되어 비용이 늘어난다.