□ 정의

동상이란 0℃이하의 기온에 장시간 노출된 흙의 간극수가 얼어 토사 내 빙정(ice lens)이 형성되고, 계 속적으로 수분을 흡수하여 체적이 팽창되는 현상으로, 동토지반에서 공통적으로 발현되는 대표적인 공 학적 특성

□ 동상이 일어나는 조건

 ○ 동상을 받기 쉬운 흙(실트질 또는 수분이 많은 흙)

 ○ 0℃ 이하의 온도 지속시간이 긴 경우

 ○ ice lens*를 형성하기 위한 물의 공급이 충분할것

* 동결선 위의 물이 얼어서 인접한 간극 속의 물을 빨아들여서 결정이 커지는것이 반복하여 생기는 얼음

□ 동결심도

0℃이하의 온도가 계속될 경우 지표면 아래 0℃인 선이 존재하는데, 이것을 동결선(Frost Line)이라 하고 

지표면에서 동결선까지의 깊이를 동결심도라고 한다.

F=영하 온도 X 지속시간(Day) , C=정수(3~5)이다.

□동상 방지대책

 ○ 배수구를 설치하여 지하수위 낮춤

 ○ 동결심도보다 위에 있는 흙을 조립토로 치환하여 모관수의 상승을 방지한다.

 ○ 지표의 흙을 화학약품(염화칼슘, 염화나트륨, 염화마그네슘 등)으로 처리하여 동결온도를 낮춘다.

 ○ 지하수위보다 높은 곳에 동결심도보다 위에 있는 흙을 동결하기 어려운 재료로 치환한다.

점성토

(1) 개념

점성이 있는 흙. 설계상의 분류로서 세립분(입자 지름 0.075mm 이하의 구성분) 함유율이 50% 이상의 흙

​

(2) 특성

1. 점성토는 물과 접촉할 때 팽창하고 수축하는 성질을 가지고 있으며, 이로 인해 구조물에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 토목공학에서는 점성토의 이러한 특성을 고려하여 설계와 시공을 진행해야 합니다.

2. 높은 소성을 가지며, 이는 흙의 유연성과 변형능력을 나타냅니다. 점성토는 다른 토양 유형에 비해 변형이나 침식에 더 저항력이 있을 수 있습니다.

(3) 종류

-카올리나이트 (Kaolinite) : 1:1 기본구조의 대표적인 점토광물이며 강한 수소결합으로 이루어져있고 안정된 구조이다.

-할로이사이트(Halloysite):1:1 구조로 되어있고 물분자와 수화에 의해 층간 결합을 한다. 튜브형태이며 단위중량은 낮다.

-일라이트( illite) : 실리카 시트사이에 깁사이트 시트가 한개 끼어 있는 2:1 기본구조이며 기본구조 사이에 K+이온에 의하여 결합되어 있다. Si(4+)가 Al(3+)로 동형치환이 되면 음이온이 생기는데 이로인해 균형을 유지하게 된다.

-몬모릴로나이트(Montmorillonite) : 일라이트와 같이 2:1 구조이며 기본구조사이에 K+가 존재하지 않으며 Al이 Mg로 동형치환이 일어나면 이 결정은 음의 전하를 가지는데 이로 인해 물을 다량 흡수하게 된다. 물을 흡수함으로 팽창한다.

​추가종류

벤토나이트(Bentonite)
: 주로 몬모릴로나이트를 포함하는 점토광물로, 매우 높은 팽창성을 가집니다. 이 광물은 드릴링 유체, 차수제, 및 고양이 모래 등 다양한 용도로 사용됩니다.


버미큘라이트(Vermiculite)
: 몬모릴로나이트와 비슷하지만 수분 흡수능력이 더 높은 광물로, 농업에서 토양개량제로 사용되기도 합니다.

(4) 점성토의 주의점

1. 점성토는 건축 및 토목 공사에서 기초를 다지는 데 사용되기도 하지만, 팽창성으로 인해 건물이나 구조물에 손상을 줄 수 있으므로 충분한 조사와 적절한 대책이 필요합니다.

2. 또한, 점성토는 물의 영향을 많이 받기 때문에 배수 설계를 잘 해야 하며, 지반 침하를 방지하기 위해 특별한 주의가 필요합니다.