동토 특성

동토의 정의

동토는 0℃ 이하에서 간극수의 일부 또는 전부가 얼어 있는 흙이다.

얼음이 흙 입자를 붙잡아 결합시키는 것이 동토의 핵심 특징이다.

동결되지 않은 흙인 비동토와는 물이 얼음으로 바뀌었는지가 다르다.

2년 이상 0℃ 이하가 지속되는 지반을 영구동토라 한다.

동토의 구성과 강도 발현

동토는 흙 입자, 얼음, 미결빙수, 공기로 이루어진 4상계다.

강도는 얼음이 입자 사이를 고결시키는 작용에서 나온다.

온도가 낮을수록 얼음이 늘고 미결빙수가 줄어 강도가 커진다.

빠른 재하에서는 취성, 느린 재하에서는 크리프 거동이 나타난다.

동상이 생기는 과정

동토가 형성되는 과정은 지반 온도가 0℃ 이하로 떨어지면서 시작된다.

간극수가 얼면 체적이 늘고, 액체 물은 동결선 쪽으로 이동한다.

이 물이 얼음 렌즈를 키워 지반이 융기하는 것이 동상이다.

세립토는 간극이 작아 큰 부의 간극수압이 생겨 동상이 크다.

동토와 비동토 비교

동토와 비동토는 물이 얼음으로 바뀌었는지에 따라 특성이 갈린다.

동토는 얼음의 점착력으로 강도가 크지만, 취성 파괴 경향이 뚜렷하다.

비동토는 연성 거동을 보이며 시간에 따라 압밀 침하가 일어난다.

동토는 얼음이 입자를 결합하므로 전단강도가 비동토보다 크다.

계절동토와 영구동토, 동결공법

정답은 커진다. 함수비가 높고 동결 온도가 낮을수록 압축강도가 커진다.

동토는 동결 기간에 따라 계절동토와 영구동토로 나뉜다.

계절동토는 동결심도 이하에 기초를 근입하면 대부분 동상을 피한다.

동결공법은 동결 중 강도를 얻는 임시 공법이라 해빙 후 강도 저하를 언급해야 한다.

핵심 정리

동토는 0℃ 이하에서 얼음이 흙을 결속해 강도를 내는 흙이다.

함수비가 높고 동결 온도가 낮을수록 압축강도가 커지고 취성 파괴가 뚜렷해진다.

다만 온도가 0℃ 근처로 오르면 강도가 급감하므로 열 관리가 핵심이다.

이상으로 동토의 특성 설명을 마친다.