동절기에 지반에 매설된 상수도관은 지반의 동결 융해로 인해 과대한 지반 응력을 받게 되고, 이러한 현상이 겨울철 상수도관의 파괴 또는 변형에 많은 영향을 끼친다. 본 논문에서는 실 대형 모형실험을 통해 외부 온도 변화에 따른 매설관 주변 지반 내 온도거동과 매설관의 변위 및 응력거동을 확인하였으며, 지반이 동결됨에 따라 매설관 주변에 응력이 집중되고 동상이 발생하는 것을 확인하였다. 또한, 실험에 사용된 시료가 비동상성 시료인 사질토임에도 불구하고 함수비 조건과 배수조건에 따라 동상현상이 나타나는 것을 발견하였으며, 본 논문을 통해 매설관의 배딩(bedding)과 뒷채움재를 비동상 시료로 치환하더라도, 주변 지반의 배수상태, 지하수위, 함수비 등에 따라 동상에 대한 별도의 대책을 세워야 함을 제시하고자 하였다.
Frost heaving and thawing settlement cause unexpected stress around buried pipelines, which results in deformation and permanent demage. A large scale laboratory test has been performed to observe deformation, stress, and temperature of a buried pipe during atmospheric temperature changes. From the experimental results, the stress concentrated around the buried pipe is inevitable and deformation is caused by the frost heaving. Even though backfill materials are sandy soils which are normally assumed to be non frost susceptible, it is revealed that frost demage can happen due to drainage condition, the level of ground water table, and water content.
