토양액상화

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1964년 니가타 지진 당시 지반의 액상화로 인해 건물 통째로 넘어진 아파트.

토양액상화(土壤液狀化, soil liquefaction)란 토양이 응력을 받았을 때 강성전단강도를 상실하여 액체처럼 되는 현상이다. 토질역학에서 액상화라는 말은 1918년 앨런 헤이즌이 캘리포니아의 캘러베러스 댐 붕괴를 설명하기 위해 최초로 사용했다.[1]

토양 액상화 조건[편집]

모래 지반의 모래 입자가 진동으로 액상화하는 모습 (모식도)

토양액상화 조건은 지하수가 지상에서 낮은 곳에 있을 것, 연약 지반인 모래나 실트질이 조성됐을 것, 지진, 발파, 말뚝 타입 등의 충격하중에 의한 진동이 있을 것 세 가지이다.[2]

모래와 실트(silt)지로 이뤄진 퇴적층이 두꺼울수록 발생이 유리하다. 지진이 일어날 때 땅의 표층 깊이가 깊을수록 지진파가 지층의 상부로 가면서 더 증폭되며 이에 따라 액상화되기 쉽다. 액상화는 지표부터 깊은 곳까지 발생한다.

결과[편집]

지진, 발파, 말뚝 타입 등의 충격하중이 가해지면 일시적으로 지반 내의 물이 받는 공극수압(u)이 증가하고 흙 입자가 받는 유효응력(σ')이 0이 되어() 지반이 건물 등의 하중을 받지 못하고 물만이 하중을 받는 상태가 된다()

일반적으로 액상화 현상이 발생하면 물과 모래가 일부 땅 위로 분출되고 공간이 생길 수 있으므로 도로침하싱크홀 발생의 위험이 있다.

사례[편집]

대한민국에서는 2017년 발생한 포항 지진으로 흥해읍, 망천리, 매산리, 학선리, 청하면 소동리, 미남리 등에서 액상화 현상이 공식적으로 확인된 바가 있다. 특히 흥해읍 망천리 논에서는 액상화 지수 높음에 해당하는 6.5가 측정되었다.[3]

미국에서는 Fort Peck 댐의 사면이 토양액상화에 의해 활동하는 사례가 있었다.[4]

그 외에 2011년 2월뉴질랜드에서 발생한 지진으로 토양액상화 현상이 일어난 사례가 있다.[5]

2011년 2월 뉴질랜드에서 지진으로 인한 액상화현상이 일어났다. 차가 빠진 곳을 주목하라.


각주[편집]

  1. Hazen, A. (1920). 《Transactions of the American Society of Civil Engineers》 83: 1717–1745.  |제목=이(가) 없거나 비었음 (도움말)
  2. 지진 같은 진동으로 땅속의 물이 빠지지 않고 고여 흙이 마치 액체처럼 반응하는 현상
  3. 연합뉴스 2017.12.01 포항 두꺼운 퇴적층에 지진파 증폭되며 액상화 발생
  4. Lambe & Whitman. 《토질역학》. 엔지니어즈. 769쪽. 
  5. “2011년 2월 뉴질랜드 크라이스트처치 지진으로 인한 건축/토목 구조물의 피해상황 분석”. 《NDSL》. 2012년 6월 25일. 2018년 1월 6일에 확인함. 

참고 문헌[편집]

  • 장병욱; 전우정; 송창섭; 유찬; 임성훈; 김용성 (2010). 《토질역학》. 구미서관. 65-66쪽. ISBN 978-89-8225-697-4. 

외부 링크[편집]

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