광활한 토양 실험 연구의 균열 특성 매개변수에 대한 보강 방법의 영향

Jul 12, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 6433(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

팽창성 토양 경사는 주로 얕은 팽창성 토양 균열로 인한 경사 무결성의 감소와 내부 토양 구조의 파괴를 특징으로 하며 이는 팽창성 토양 경사의 전체 안정성에 심각한 영향을 미칩니다. 지오그리드 보강과 사면 식생의 조합이 광대한 토양 균열의 발생을 억제하는 효과를 연구하기 위해 6개 그룹의 테스트 모델이 만들어졌습니다. 자연 건식-습식 사이클을 시뮬레이션하고, 이미지 처리 기술을 사용하여 균열 이미지를 이진화했습니다. 균열비율, 균열폭, 균열길이 등의 균열특성변수를 추출하고, 다양한 보강공법에 따른 균열발생 억제 효과를 종합적으로 평가하였다. 다중 건식-습식 사이클의 발달에 따른 각 그룹의 균열 지수 발생의 기본 상황이 얻어졌으며, 다양한 강화 방법 및 건식-습식 사이클에 따라 여러 단계의 균열 지수의 변동 변화가 달랐습니다. 동시에, 팽창성 토양의 균열 발달에 대한 다양한 보강 방법의 영향이 얻어집니다. 베티버그라스+지오그리드 백패킹을 식재하면 광활한 토양의 균열발생을 억제하는데 좋은 효과가 있는 것으로 판단된다.

팽창성 토양은 환경 습도 변화에 민감한 일종의 고소성 점토이며, 다중 균열, 강한 팽창성 및 강도 감쇠를 가지고 있습니다1. 건식-습식 사이클 하에서 팽창성 토양의 반복적인 팽창과 수축 변형은 균열의 형성과 무작위 균열 격자의 점진적인 발달로 이어질 것입니다2. 다수의 균열로 인해 팽창성 토양이 생성되면 빗물이 쉽게 침투할 수 있을 뿐만 아니라 토양의 강도와 안정성이 저하되어 공학적 지질재해가 발생하기 쉽습니다. 따라서 팽창성 토양 균열의 발생을 억제하고 팽창성 토양의 장기적인 잠재적 위해를 효과적으로 줄이는 처리 방법을 연구하는 것은 사회적, 실무적 의의가 있습니다.

광활한 토사면 재해 발생을 줄이기 위해 '소프트 스웰링(Soft Swelling)' 기술인 지오그리드 보강이 공학적으로 널리 활용되고 있다. 더욱이 그 기술적 효율성, 경제적, 환경적 보호는 수많은 관행3,4,5,6,7,8을 통해 입증되고 검증되었습니다. 이 블록에 대한 연구는 주로 역학에 초점을 맞추고 있는 반면, 균열에 대한 연구는 거의 발견되지 않아 연구가 필요하다. 최근 몇 년 동안 중국의 생태 환경에 대한 강조가 증가함에 따라 전통적인 사면 보호 방법은 점차 현재의 요구를 충족시키지 못하여 생태 사면 보호 기술은 사면 보호 거버넌스의 불가피한 수단이 될 것입니다.

사면 식생에서 광대한 토양의 균열 억제에 관한 연구는 거의 없습니다. 확장된 토양 균열에 대한 식물 뿌리의 억제 측면에서 Wang은 볏짚 강화 비율이 토양 균열 성능에 미치는 영향을 연구했으며, 볏짚 강화 토양 균열의 경계 강화 비율은 0.3%9여야 함을 발견했습니다. Mei는 대마 밧줄로 식물 뿌리를 시뮬레이션함으로써 식물 뿌리가 광범위한 토양 균열의 발달을 억제한다는 것을 발견했습니다10; Fu는 베티버 뿌리 강화가 광대한 토양의 건조 수축 균열에 상당한 억제 효과가 있으며, 뿌리 함량이 높을수록 억제 효과가 더 강하다는 것을 발견했습니다11. 사면처리 적용에 있어서 지오그리드 및 생태학적 사면보호가 실시12, 연구13되었으며, 광활한 토양사면 산사태 처리 및 수리14,15에도 적용이 가능하다. 그렇다면 지오그리드 보강과 베티버 경사면 보호가 결합되어 형성된 유연한 생태보강 기술은 광대한 토양균열 발달에 어떤 영향을 미칠 것인가? 본 논문에서는 6개 그룹의 테스트 모델(그룹 A: 맨땅, 그룹 B: 배낭여행 없는 지오그리드, 그룹 C: 배낭여행 포함 지오그리드, 그룹 D: 베티버풀 심기, 그룹 E: 베티버풀 심기 + 배낭여행 없는 지오그리드, 그룹 F) : 베티버그라스 식재 + 지오그리드 + 백패킹)을 자연환경에서 6개월간 재배하도록 제작되었습니다. 자연적인 건습윤 사이클의 작용 하에서 각 모델의 균열진화 과정과 발달 법칙을 분석하고 각 모델의 균열 발달을 비교하였다. 지오그리드와 베티버 뿌리 시스템의 수직 및 수평 교차 보강으로 형성된 통합 구조가 팽창성 토양의 균열 발달에 미치는 영향을 연구하여 팽창성 토양 균열 발달 처리에 대한 기술 지침을 제공하고 장기간 균열 발생을 효과적으로 감소시켰습니다. 광대한 토양의 잠재적인 피해. 광활한 토양처리 분야의 연구를 강화하여 광활한 토양처리의 실제 적용을 위한 이론적 기초를 제공합니다.