A Study on the Consolidation Settlement Due to the Vertical Drain Method by the Implicit Finite Difference Scheme

음적차분해석법을 이용한 연직배수 공법에 의한 압밀침하에 관한 연구

The implicit finite difference program was developed to evaluate the relationship between time and consolidation ratio within the zone of vertical drain effective radius. In the evaluation, the excess pore water pressure was considered to dissipate in two directions, namely, vertical and radial flow direction. To calculate subsoil stress increments in the soil due to multi-step embanking, the foundation soil was assumed to be an isotropic and homogeneous elastic medium and the initial excess pore water pressure was estimated by using Skempton's parameters whose condition is plane strain and elastic phase of pore pressure response within the soft ground. Regarding to the settlement estimation, immediate and primary consolidation settlements were calculated. The secondary or delayed consolidation settlement was not considered. Numerically calculated excess pore water pressure and settlements were similar to the measured data in situ. Thus, this method can be used to predict the time-consolidation ratio of each layer treated by vertical drain method.

연직드레인의 유효반경내에서 시간과 압밀도 관계를 계산하기 위해 음적차분해법이 적용되었으며 계산시 과잉간극수압의 소산은 두 방향으로 수행된다. 다단계 성토에 의한 지중응력 증분을 계산하기 위해, 지표면하의 연약지반은 등방균질 탄성체로서 간주하였고 각 단계 순간성토시 초기 과잉간극수압은 포화된 점성토내에서 평면변형률 조건과 탄성단계의 간극수압 응답 상태에 대한 Skempton의 간극수압계수를 이용해 계산하였다. 침하에 대해서는, 즉시 및 1 차 압밀침하량만 계산하였고, 2차 압밀침하는 고려하지 않았다. 계산된 과잉간극수압과 지표침하량이 경과시간에 대한 현성측성치와 유사한 것으로 판정되었으며, 본 연구에 적용된 계산기법(압밀특성이 다른 다층지반으로 구성된 연약지반내에 연직배수공법을 적용하고 성토가 다단계 순간성토로 이루어질 경우 과잉간극수압 소산과정을 음적 차분해법으로 근사계산)은 각 연약층의 시간-압밀도 관계를 예측하는데 이용가능할 것으로 생각된다.