Abstract
In this study, prediction of soil behavior under vacuum preloading with vertical drain is explored on the basis of numerical models and toe results were compared with field measurements. Reasonable prediction of the time rate of settlements and pore pressure dissipation under vacuum preloading is the maj or concern. The conventional method for vatsuum preloading is based on modeling vacuum preloading as surcharge loading for the consolidation analysis. However, this modeling may violate the real behavior of soils under vacuum loading since the total stress in the analysis varies due to the modeled surcharge loading whereas in'.situ total stress of soils under vacuum loading is constant. In this study a new method is suggested. Instead of modeling vacuum loading as surcharge loading, negative hydraulic head is applied at the surface drain boundary to simulate the vacuum preloading. Comparisons of predictions and field measurements of soil behavior under vatsuum preloading are presented and the usefulness of the new modeling technique is demonstrated.
진공압밀공법은 성토재하압밀공법과는 달리 성토재료가 불필요하며, 급격한 재하에 의한 전단 파괴에 대한 위험이 없다는 공법원리상의 장점을 지니고 있으나, 시공상의 어려움으로 국내외적으로 활발하게 적용되지는 않았다. 그러나 최근들어 진공막 설치기술 및 강력한 진공펌프등의 등장으로 시공기술이 발전되면서 진공압밀공법은 미국, 유럽, 일주등지에서 적극적으로 활용되기 시작했고, 국내에서도 광양, 김해등지의 연약지반에 개량공법으로 적용된바 있다. 일반적으로 진공에 의한 부압을 가상성토하중으로 환산하고 이를 압밀이론에 적용하여 진공압밀시의 지반 거동을 예측하고 있다. 그러나 진공압을 가상성토하중으로 모델링할 경우 진공압밀공법적용시 지반내 전응력변화없이 유효응력만이 증가하는 현상을 적절히 모델링 할 수 없다. 즉 진공압에 대한 가상성토하중 모델링은 지반거동에 중요한 영향을 미치는 응력 경로를 실제와는 달리 고려하게 된다. 진공압 가상성토하중 모델링(model 1)의 적합성을 검토하기 위하여, 김해지역의 하수처리장 부지조성을 위하여 진공압밀공법이 적용된 지반에 대한 예측을 수행하였다. 일반적으로 Model 1은 진공압밀하에서의 지반침하에 대하여서는 합리적으로 예측할 수 있으나 진공부압 을 가상성토하중으로 가정하기 때문에 과잉간극수압의 크기 및 소산양상을 예측하는데는 적용 할 수 없다는 단점이 있다. 본 연구에서는 진공압밀하에서의 실제와 같이 지반의 응력경로를 고려할 수 있도록, 진공에 의한 부압을 지표면 수압의 경계 치로서 모델링(model 2)하는 해석기법을 제안하였다. 현장계측치와 비교결과, Model 2는 압밀 침하량 및 침하시간뿐 아니라 과잉 간극 수압의 크기 및 소산양상 등 진공압밀하에서의 실 지반거동이 매우 유사하게 예측되었다.