이암 비화(슬레이킹)

정의

이암 비화는 슬레이킹이라고도 하며, 건조된 이질암이 물을 만나 잘게 부서지는 현상이다.

이 현상은 물을 흡수하며 점토광물 사이 간극이 벌어져 일어난다.

짧은 시간에 강도와 안정성이 떨어져 기술사 시험에 반복해서 출제된다.

진행 메커니즘

건조된 이암에는 미세균열이 있다.

급속히 물을 흡수하면 모세관 흡수력과 수막 팽창력이 작용한다.

점토광물이 팽창하면서 입자 간 결합력이 떨어진다.

균열이 연결되어 편상으로 분리되고, 수 mm 입자로 붕괴된다.

이 과정은 건조와 습윤이 반복되며 계속 진행된다.

붕괴지수 계산

붕괴지수 Dr은 슬레이킹 후 면적 AC를 전체 면적 AT로 나눈 값이다.

예로 AC가 0.62, AT가 0.80이면 Dr은 0.62를 0.80으로 나눈 값이다.

그 결과 Dr은 0.775이다. 0과 1 사이 값이므로 상식 범위에 있다.

Dr은 1에 가까울수록 내구성이 높다. 이 값은 가상의 예이다.

평가 방법 비교

비화는 Jar Slake, 붕괴지수 Dr, 내구성 시험으로 평가한다.

Jar Slake 시험은 완전 건조된 시료를 물에 담가 슬레이킹 모드를 관찰한다.

간단하고 빨라 현장 판정에 적합하다.

붕괴지수 Dr은 입도곡선 면적비로 풍화 거동을 정량화한다.

내구성 시험은 2사이클 회전 후 잔존율로 현장 암편을 평가한다.

직접 풀어 보기

방금 배운 내용을 적용해 보자.

Dr이 0.775일 때 내구성을 어떻게 판단하는지 생각해 보자.

기초 검토

정답은 비교적 양호하다. Dr이 1에 가까우면 내구성이 높기 때문이다.

이암 지반은 수침 후 강도가 떨어지므로 포화 상태의 강도 저감을 반영해야 한다.

허용 지지력은 극한 지지력을 안전율로 나눈 값이다.

우기에는 지하수위 상승 조건을 함께 검토하고, 포화 조건을 반영한 시험 계획을 세운다.

정리

정리하면 이암 슬레이킹은 건습 반복과 수분 흡수로 암편이 분리되는 현상이다.

원인은 물 분자층 축적, 인장응력, 팽윤성 점토광물이다.

평가는 Jar Slake 시험과 붕괴지수 Dr로 한다.

기초 검토 시에는 포화 상태 강도 저감을 반영해야 한다.