Numerical Analysis for the Geological Engineering Characteristics of Unconsolidated Sediment

미고결 퇴적물의 지질공학적 특성에 대한 수치해석적 연구

Finite element model capable of solving coupled deformation-fluid diffusion equations for the fully saturated porous medium was developed using Galerkin's residual method. This model was used to study the mechanical and hydraulic behaviors of unconsolidated sediment near South Harbor, Pusan. The vertical displacement of top surface clay sediment, when subjected to the external load, is significantly affected by the excessive pore pres- sure buildup and its decay due to the pore fluid diffusion. The sand deposit overlain by the much less permeable clay layer serves as a flow channel. Consequently, the fluid diffusion due to pore pressure difference is significantly facilitated, which also affects the diffusion-dependent sediment deformation.

포화상태인 물질의 역학적, 수리학적 거동을 연구할 수 있는 유한요소법적 수치해석모델을 개발하여 부산 남항 인근해역의 미고결 퇴적물의 거동을 분석하였다. 하중재하에 의한 상부세립 퇴적물의 역학적 변형은 공극수의 확산에 따른 공극수압의 수리학적 변화에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 하중이 일정지역에 편재되어 있을 경우 포아송효과 및 과잉공극수압의 영향에 의해 하중을 직접 받지 않는 표층부분이 융기되며, 하중경계지역에서 멀어질수록 점근적으로 증가한다. 세립점토층에 비해 높은 투수성을 갖는 하부 모래층은 공극수확산의 통로역할을 하여 과잉공극수압의 소멸을 촉진시키며, 결과적으로 상부점토층 변형의 시간적 변화에도 영향을 끼친다.