《국토관리와 환경보호부문의 과학연구기관들에서는 강성국가건설의 요구에 맞게 과학연구사업을 힘있게 벌려 국토관리와 환경보호사업에서 나서는 과학기술적문제들을 제때에 높은 수준에서 원만히 풀어나가야 합니다.》
려과압밀에 대한 해석은 진흙이나 감탕을 비롯한 연약한 토질로 되여있는 지반우에 건설되는 건설물들과 구조물들의 안정성과 정상운영을 담보하는데서 중요한 문제의 하나이다.
지난 시기 많은 연구자들이 규칙적인 주기하중을 받는 토질에서의 1차원려과압밀해석을 위한 해석적방법과 서로 다른 류형의 주기하중들이 작용하는 포수토질에서의 1차원려과압밀해석방법에 대하여 제기하였다. 선행한 연구를 종합분석하여 보면 선행한 연구들에서는 주기하중이 작용하는 포수토질에서의 려과압밀해석과 단순한 시간의존성하중이 작용하는 비포수토질에서의 1차원려과압밀해석에 대한 연구는 많이 진행되였지만 여러가지 복잡한 주기하중이 작용하는 비포수토질에서의 려과압밀특성에 대한 연구가 적게 진행된것이다.
우리는 비포수토질에서의 려과압밀특성에 대한 연구를 심화시키기 위하여 흐레들란드와 하싼이 제기한 려과압밀리론에 기초하여 제형주기하중과 직4각형주기하중, 3각형주기하중과 같은 여러가지 주기하중들이 작용하는 비포수토질에서 1차원려과압밀해석을 진행하였다.
우리는 우선 여러가지 주기하중들이 작용하는 비포수토질에서의 1차원려과압밀해석식들을 유도하였다. 시간에 따라 변하는 하중의 작용을 받는 비포수토질에서의 1차원려과압밀에 대한 해석적풀이를 얻기 위하여 우리는 다섯가지 가정을 하였다. 공기와 물흐름은 련속성과 독립성을 가지며 토질립자들과 물은 압축되지 않는다고 보았다. 또한 온도변화와 물속에로의 공기분산과 공기용해, 증기의 이동에 의한 영향은 무시하였다. 또한 려과곁수는 려과압밀이 진행되는 기간 상수로 되며 변형은 수직방향으로만 진행된다고 보았다. 이러한 가정들에 기초하여 제형주기하중과 직4각형주기하중, 3각형주기하중이 작용하는 비포수토질에서의 1차원려과압밀해석식들을 유도하였다. 우리가 제기한 해석식들을 고정하중과 선형증가하중이 작용하는 경우로 간단히 하고 선행한 연구자들이 내놓은 고정하중과 선형증가하중이 작용하는 비포수토질에서의 1차원려과압밀해석식들과 비교해보면 우리가 제기한 해석식들이 믿음직하며 보다 더 일반화된 식들이라는것을 알수 있다.
다음으로 우리는 여러가지 주기하중들이 작용하는 비포수토질에서의 1차원려과압밀현상에 영향을 주는 인자들에 대한 연구를 진행하였다.
연구결과 공기와 물의 려과곁수비는 주기하중이 작용하는 비포수토질층의 려과압밀에 큰 영향을 준다. 과잉공극수압력과 공기압력의 분산속도는 려과곁수비가 증가할수록 증가한다. 또한 주기하중이 작용하는 경우 과잉공극수압력의 분산과정은 오랜 시간이 지나도 완성되지 않고 일정한 진폭을 가지고 계속 진동한다. 그러므로 주기하중의 영향을 무시하는것은 침하량을 과대평가하는 결과를 줄수 있다. 또한 하중작용시간과 하중증가 및 감소속도 등 주기하중파라메터들도 비포수토질의 려과압밀에 큰 영향을 준다. 하중작용시간이 길수록 과잉공극수압과 공기압력의 분산속도변화가 커지며 하중증가 및 감소속도가 클수록 과잉공극수압의 분산속도도 더 빠르다.
우리의 연구결과는 Hindawi출판사에서 발행하는 국제학술잡지 《Shock and Vibration》에 《One-dimensional consolidation analysis of unsaturated soils under cyclic loadings》 (https://doi.org/10.1155/2020/7285323) 의 제목으로 발표되였다.
