액상화의 원인
지하의 수위가 높고 수분을 많이 함유하여 포화 상태가 된 사력층에 지진의 진동이 전달되면 모래가 물에 뜬 상태가 되어 지반이 액체처럼 유동하게 됩니다. 이것이 바로 액상화 현상입니다. 여기서 포화란 더 이상 물을 함유하지 못할 정도로 물이 지층에 스며든 상태를 말합니다.
포트 아일랜드나 롯코 아일랜드와 같은 인공적으로 매립된 섬의 지반은 물을 함유하고 있는 사력층인 경우가 많습니다. 보통 사력층의 모래 입자들은 서로 접촉되어 얽혀 있습니다. 그러나 지진의 진동이 여기에 전달되면 모래의 입자들은 흩어지고 사력층에 유동성이 생깁니다.
그 결과 지반은 유동성을 띠게 되고 지표면이 균열된 곳으로부터는 수압에 의하여 흙탕물이 분출됩니다. 이로 인하여 흙탕물이 분출된 지반 바로 아래쪽은 압력이 급격히 감소됨에 따라 지반은 곧바로 내려앉게 됩니다. 이때 지하의 수압으로 흙탕물이 지표로 분출되는 현상을 ‘분사’라고 합니다. 그리고 해안선이 바다 쪽으로 이동하거나 건물이 기울거나 구조물이 파괴되는 등의 많은 피해가 발생합니다.
이처럼 인공적으로 조성된 섬이나 해안가에서 지반의 액상화가 일어날 가능성이 높은 것은 모래 등에 의하여 인공적으로 조성된데다가 완성된 지 20∼30년 정도밖에 되지 않는 경우가 많아 지반(사력층)이 느슨한 상태에 있기 때문입니다. 또한 바닷가에 있어 지하의 수위가 높고 포화 상태에 있는 경우가 많은 것도 원인이 됩니다.
이 액상화 현상으로 포트 아일랜드에서는 분사 현상이 일어나 부두나 외곽 도로가 진흙탕이 되었고 지반은 20∼50cm나 내려앉았습니다. 그리고 롯코 아일랜드에서는 해안선이 3m나 바다 쪽으로 이동하였고, 하물을 부리는 크레인의 다리가 부러지는 등의 피해가 일어났습니다. 이로 인하여 고베항은 한때 전면적으로 그 기능이 정지되었습니다.
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소경 드레인에 의한 액상화 대책공법
| 효율적인 사회자본 정비로부터 기존 구조물의 Low cost인 내진 보강이 요구되고 있습니다. 소경 drain 공법은, 용지나 상공 제한등 다양한 제약이 있는 기설 구조물의 액상화 대책을 간단하고 쉬어 경제적으로 실시하는 공법입니다. |
■ 개요
소경 drain 공법은, 기설 기초의 주위에 소경 drain관을 배치하는 것으로써 지진시에 발생하는 과잉 틈(간격) 수압을 재빠르게 스크린관에 유입시켜 액상화의 원인이 되는 틈(간격) 수압의 상승을 억제해, 지진시의 방재, 도시 기능의 확보로 중요해지는 탱크나 항만 시설, 지중 구조물, 고가다리의 기초등을 영향이나 피해로부터 지킵니다.
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