105. 퀵클레이와 퀵샌드(quick clay and quick sand)

  가. 퀵클레이와 참퀵샌드

 퀵클레이는 스탄디나비아와 동부 캐나다에 널리 퇴적되어 있는 특수토 즉, 초예민점토를 말하며, 퀵샌드는 특수한 흙의 종류가 아니고 모래중의 유효응력이 감소하여 전단저항을 잃고 마치 액체의 양상을 지닌 상태를 말한다. 그러나 퀵샌드라는 말은 여러 가지 의미로 사용되는데, 예를 들면, 흙입자 구조가 극히 불안정하기 때문에 외부에서 약간의 자극을 가해도 액체상으로 되는 예민한 가는 모래난 조립실트를 가르켜 참퀵샌드(true quick sand)라 부르고 있다. 따라서, 참퀵샌드는 퀵클레이와 대응하여 비교되고, 그 역학적 성질도 유사성이 확이되고 있다.

  나. 퀵클레이의 성인

 대빙하시대에 거대한 빙괴에 눌려져 중압을 받았던 지반은 빙하기의 종결과 함께 빙압으로부터 해방되어 융기되었는데 이 융기 높이는 예를 들어, 노르웨이의 오슬로에서는 과거 10,000년간에 약 200m 에 달하고 있다. 따라서 해중에 퇴적된 점토는 지반융기에 의하여 육지로 되고, 그 융기 때문에 생긴 동수구배로 인하여 점토층 내에는 지하수의 완만한 유동이 시작되었는데 이 지하수류는 점토 간극중의 염분을 용탈하여 이것이 퀵클레이 생성의 직접원인이 되었다. 점토간극중의 염분농도는 2000년 전에는 35g/l 이었지반, 현재에는 1∼3g/l로 줄어든 것이 실증되고 있다.

  다. 용탈작용

 용탈작용은 점토의 입자배합, 자연함수비가 불변한 채로 LL, PL의 저하를 가져오는 것을 말한다. 이 때문에 자연함수비가 LL보다 크게 되고 점토구조가 불안전하게 되어 예민비가 극히 커진다. 퀵클레이의 전형적인 토질주상도에 의하면 자연함수비는 LL 보다도 10%이상 크고 예민비는 75∼50 이상의 값을 나타낸다. 그래서 예민비를 구하기 위해서 퀵클레이를 되이기면 액체상으로 되어 성형을 할 수 없기 때문에 그 강도를 구하기 위하여는 플콘(fall cone)법이 이용되고 있다.

  라. 보일링과 유동화

 퀵샌드는 모래지반을 지하수위 보다 깊게 굴착할 경우의 보일링현상, 충격과 지진에 의해 생긴 모래지반의 유동화현상을 말한다. 전자는 침투압, 후자는 모래의 다이레이턴시에 기인하는 것으로서 모두 모래지반 내 어느 심도에서의 연직유효응력이 0으로 된 상태이다.

  마. 퀵클레이의 활동

 스칸디나비아에서는 거의 평탄한 지반에서도 퀵클레이 활동이 빈발하다. 한편, 구조가 불안전한 느슨한 가는 모래도 가벼운 충격이나 지하수위의 급변에 의해 퀵클레이와 유사한 활동을 일으킨다. 그 경우에는 액상으로 된 토사가 유출하여 10° 이하의 완경사로 가라앉는다.

퀵클레이와 입자구조가 극도로 불안정한 참퀵샌드의 역학적 성질을 비교한 예에 의하면 c/p 비, 유효내부마찰각 φ, 파괴변형이 보통 흙에 비교해서 어느 경우도 작으며, 또한 각각의 값이 점토와 모래에서 잘 일치하고 있다는 것이 주목된다 또, 퀵클레이의 φ'는 10°이지만 보통의 삼축압밀전단시험에서는 좀더 높은 값인 25∼32° 가 얻어진다. 이것은 전단에 앞서 압밀에 의하여 점토의 구조를 변화시키기 때문이다.