강원도 횡성군 풍암분지 백악기 셰일의 동결 - 융해에 따른 지질공학적 특성 변화

초록

이 연구에서는 물과 산성용액을 이용한 동결․융해실험을 통하여 강원도 횡성군에서 채취된 셰일의 물리적 특성변화를 측정하였다. 실험에 적용된 동결․융해 온도 범위는 -20 ±2℃ ~ 15 ±2℃ 이고 시료는 12시간 동안 동결한 후 물속에서 8시간 동안 융해시켰다. 이 후 시료를 진공 챔버에서 4시간동안 수침하여 완전히 포화시켰으며, 이러한 일련의 과정을 1 cycle로 설정하였다. 본 연구에서는 매 5 cycle마다 시료의 흡수율, 탄성파 속도, 쇼어 경도, 슬래이크 내구성시험, 일축압축시험 등을 실시하였다. 동결․융해 실험의 반복횟수가 증가될수록 시료의 물성은 변화하였다. 일축압축강도는 물을 이용한 실험에서는 매 cycle마다 0.40MPa정도 감소하였고 산성용액을 이용한 실험에서는 0.48MPa정도 감소하였으며, 탄성계수 역시 물에서 0.21GPa, 산성용액에서 0.30GPa 감소하였다. 흡수율의 경우는 물에서 0.29%, 산성용액에서 0.37% 증가되었다. 이러한 결과는 산성용액에서의 풍화속도가 물에서의 풍화속도보다 빠름을 지시한다. 그러나 탄성파속도, 쇼어경도와 슬레이크 내구성 시험에서는 물과 산성용액에 따른 차이가 거의 나타나지 않았다. 동결․융해 실험 결과와 연구지역의 동절기 기간의 기온분포를 고려해 볼 때 실제 1년이 동결-융해 실험 약 6~12 cycle에 해당될 것으로 추정된다.

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