철광산 폐기물의 변형 특성 및 간극률 산정
Deformation Characteristics and Porosity Estimation of Soils in Iron Mine Tailings
- 주제(키워드) 철광산 폐기물 , 변형 특성 , 간극률 산정
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 이종섭
- 발행년도 2022
- 학위수여년월 2022. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 대학원 건축사회환경공학과
- 세부전공 사회인프라
- 세부분야 해당없음
- 원문페이지 73 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000269011
- UCI I804:11009-000000269011
- DOI 10.23186/korea.000000269011.11009.0001382
- 본문언어 한국어
초록/요약
광산댐의 설계정수 산정과 유지보수를 위해 광산폐기물에 의한 토양 특성 변화는 중요한 요인이다. 본 연구는 철 광산 폐기물의 기본 물성을 조사하고, 압밀 과정에서의 탄성파 속도 변화를 통하여 광산폐기물이 포함된 흙의 변형 특성을 알아보기 위하여 수행되었다. 미국 Minnesota 주 Hibbing 도시의 철 광산폐기물이 포함된 흙을 시료로 사용하였으며, 탄성파 측정을 위해 압밀셀을 제작하였다. 시료의 압밀이 진행되는 동안 탄성파 측정을 위해 벤더 엘리먼트와 피에조 디스크 엘리먼트가 사용되었다. 기본 물성 실험 결과, 대상 시료는 입도가 매우 양호하며 세립토로 구분할 수 있고, 약 30% 중량비의 산화철을 포함하여 일반적인 흙보다 높은 비중을 가지는 것으로 조사되었다. 압밀실험 결과, 응력에 따른 전단파 속도는 알려진 비선형적 관계를 가졌으며, 산정된 α-factor와 β-exponent를 통해 철 광산 폐기물이 포함된 흙 시료가 NC clay와 유사한 입자 특성을 가지는 것으로 나타났다. 또한 선행연구에서 제안된 간극률 산정식(Wood 방법, Foti 방법, Yoon and Lee 방법)들을 통해 압밀실험 데이터로 시료의 체적탄성계수 값들을 산정하였고, 이를 활용하여 간극률을 산정하였다. 분석 결과 탄성파 속도로 산정한 간극률이 압밀실험을 통해 얻은 참값과 유사하게 나타났다. 본 연구를 통하여 유사한 지반에 대해 현장에서 탄성파 속도의 측정만으로 간극률의 산정이 가능하다고 판단된다.
more목차
CONTENTS i
LIST OF TABLES iv
LIST OF FIGURES v
ABSTRACT viii
CHAPTER 1 서론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 논문구성 2
CHAPTER 2 기본 물성 3
2.1 서론 3
2.2 토질 특성 3
2.2.1 비중 3
2.2.2 입도 분포 4
2.2.3 애터버그 한계 4
2.2.4 통일분류법(USCS) 5
2.3 광물 특성 5
2.3.1 XRF와 XRD 분석 5
2.3.2 SEM 이미지 분석 6
2.3.3 EDS 분석 6
CHAPTER 3 변형 특성 15
3.1 서론 15
3.2 시료 조성 16
3.3 실험 장비 및 측정 시스템 16
3.3.1 압밀 실험 장비 16
3.2.2 측정 시스템 17
3.4 실험 과정 18
3.5 실험 결과 19
3.5.1 압밀 특성 19
3.5.2 전단파 19
3.5.3 압축파 20
3.6 분석 및 토의 21
3.6.1 압밀 특성 21
3.6.2 탄성파 특성 21
3.6.3 선행압밀하중 산정 23
CHAPTER 4 철 광산 폐기물이 포함된 지반의 간극률 평가 37
4.1 서론 37
4.2 탄성파 속도를 이용한 간극률 산정 방법 37
4.3 간극률 산정 결과 40
4.3.1 Wood 방법 41
4.3.2 Foti 방법 41
4.3.3 Yoon and Lee 방법 42
4.4 분석 및 토의 43
CHAPTER 5 요약 및 결론 55
5.1 요약 55
5.2 결론 55
5.2.1 기본 물성 55
5.2.2 변형 특성 56
5.2.3 간극률 산정 56
REFERENCES 58
