동결융해 연화

정의

동결융해 연화는 동결과 융해가 반복되며 흙의 강도가 떨어지는 현상이다.

겨울에 얼었던 흙이 봄에 녹으면서 물러지는 현상으로 이해하면 된다.

발생 기구

동결기에는 모관수가 동결면으로 이동해 얼음렌즈가 자란다.

얼음렌즈가 생기면 노상이 융기하고 구조가 흐트러진다.

봄철 융해 후 물이 배수되지 못하면 함수비가 늘어난다.

과잉간극수압이 생기면 유효응력이 줄어 지지력이 떨어진다.

동상과 연화의 구분

두 현상은 같은 원인에서 나오지만 발생 시기와 피해가 다르다.

동상은 겨울철 지표면이 솟는 현상이고, 연화는 봄철 지지력이 떨어지는 현상이다.

그래서 두 현상을 구분해 써야 원인과 대책을 정확히 쓸 수 있다.

계산 예제

예로 노상의 설계 CBR이 여름철 12였는데 해빙기에 4로 떨어졌다고 하자.

강도 저하율은 여름 값과 해빙기 값의 차를 여름 값으로 나눈 것이다.

계산하면 약 67% 저하다. 기준인 10을 넘지 못하므로 치환이나 배수 개선을 검토한다.

동상 방지 대책

동상 방지 대책은 크게 네 가지다.

치환은 재료를 바꾸고, 단열은 온도 저하를 줄이며, 안정처리는 흙을 개량하고, 배수는 지하수위를 낮춘다.

이제 방금 배운 대책을 골라 보자.

정리

앞 문제의 답은 치환공법이다. 동상이 없는 재료로 바꾸는 것이 원칙이다.

동상은 동결기의 얼음렌즈 팽창이고, 연화는 융해기의 함수비 증가와 강도 저하다.

시험에서는 발생 시기, 원인, 대책 조합을 빠짐없이 쓴다.