Journal of the Korean Geotechnical Society (한국지반공학회논문집)

Korean Geotechnical Society (한국지반공학회)
권호 표지

Estimation on Discharge Capacity of Prefabricated Vortical Drains Considering Influence Factors

영향인자를 고려한 연직배수재의 통수능 평가

  • Shin Eun-Chul (Dept. of Civil and Envir. System Engrg., University of Incheon) ;
  • Park Jeong-Jun (Dept. of Civil and Envir. System Engrg., University of Incheon) ;
  • Kim Jong-In (Dept. of Civil and Envir. System Engrg., University of Incheon)
  • 신은철 (인천대학교 토목환경시스템공학과) ;
  • 박정준 (인천대학교 토목환경시스템공학과) ;
  • 김종인 (인천대학교 토목환경시스템공학과)
  • Published : 2005.11.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The prefabricated vertical drains (PVDs) are one of the most widely used techniques to accelerate the consolidation of soft clay deposits and dredged soil. Discharge capacity is one of the factors affecting the behavior of PVDs. In the field, a PVD is confined by clay or dredged soil, which is normally remolded during PVD installation. Under field conditions, soil particles may enter the PVD drainage channels, and the consolidation settlement of the improved subsoil may cause 131ding of the PVD. These factors will affect the discharge capacity of the PVDs. In this study an experimental study was carried out to estimate the discharge capacity of three different types of PVDs by utilizing the large-scale laboratory model testing and small-scale laboratory model testing equipments. The several factors such as confinement condition (confined by soft marine clay or dredged soil) and variations of the discharge capacity were studied with time under soil specimen confinement, The test results indicated that discharge capacity decreases with increasing load, time, and hydraulic gradient. With load application, the cross-sectional area of the drainage channel of PVD decreases because the filter of PVD is pressed into the core. The discharge capacity of the soft marine clay-confined PVDs is much lower than that of the dredged soil-confined PVDs.

연직배수공법은 연약지반과 준설매립지반의 압밀을 촉진시키고, 강도를 증진시키는데 가장 널리 사용되는 공법중의 하나이다. 토목섬유로 제작된 연직배수재(PVD)를 활용하여 지지력이 부족한 지반을 개량하는 경우, 배수재의 통수능력이 매우 중요한 요인으로 작용한다. 일반적으로 통수능력 실험은 고무 멤브레인으로 구속압력을 가하여 행해지고 있으나, 이는 현장에서 발생할 수 있는 여러 통수능력 저하 영향인자를 충분히 반영하지 못하고 있는 실정이다. 현장조건에서 연직배수재는 해성점토나 실트질 사질토에 의해서 구속되어 배수재가 휘어지거나, 접히거나 하여 배수성능이 저하되기 때문이다. 따라서, 본 연구에서는 연직배수재를 활용하여 연약지반을 개량할 경우 현장조건을 고려한 통수능력을 평가하기 위하여 소형 통수능력 실험장치와 대형 통수능력 실험장치를 이용하여 배수재, 토사종류 및 측압, 상재하중, 동수경사의 실험조건을 설정하여, 연직배수재의 종방향 통수능력 실험을 수행하였다. 분석 결과, 배수재 종류에 따른 통수능력은 포켓식 배수재가 접착식에 비하여 크게 도출되었다. 토사종류에 따른 통수능력은 점토보다 준설토지반에서 더 크며, 하중과 동수경사, 가압시간의 증가에 따라 통수능력이 감소하는 것으로 나타났다. 포켓식 배수재가 점토지반에 타입되었을 경우, 하모니카형 코어를 가진 배수재가 요철형보다 통수능력이 크며, 준설토 지반에 타입된 경우에는 초기 배수면적비와 통수능력비가 거의 비례하는 것으로 나타났다.

Keywords

References

  1. 김상규, 김현태, 공길용 (2001), '연직배수재의 소요통수능 평가', 한국지반공학회논문집, 제17권, 제1호, 4월, pp.35-45
  2. 박영목 (1996), '현장조건을 고려한 플라스틱 보드 드레인의 성능평가', 토목섬유학술발표회 논문집, pp.91-99
  3. 신은철, 김남현, 강신 (2001), '실대형 모형실험을 통한 Plastic Board Drain의 통수능 분석', 대한토목학회 학술발표회 논문집, pp.1-4
  4. 장연수, 박정순, 박정용 (2003), '수평배수재의 불포화 통수특성 연구', 한국지반공학회 논문집, 제19권, 제2호, 4월, pp.15-25
  5. Bergado, D. T., Hiroshi, A., Marolo C. A., and Balasubramaniam, A. S. (1991), 'Smear Effects of Vertical Drains on Soft Bangkok Clay', J. Ceotech. Engrg., Oct, Vol.117, No.10, pp.1509-1530 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9410(1991)117:10(1509)
  6. Gabr, M.A., Quaranta, J.D. (1997), 'Prefabricated vertical drains in Geotechnical engineering: State of the art review', Proc. 7th International Offshore and Polar Engineering conference, pp. 714-719
  7. Hansbo, S. (1979), 'Consolidation of clay by band-shaped prefabricated drains', Ground Engineering, Vol.12, No.5, pp.21-25
  8. Hansbo, S. (1986), Preconsolidation of soft compressible soils by the use of prefabricated vertical drains, Ann. des Travaux Pub. de Belgique, No.6, pp.553-562
  9. Holtz, R.D., Jamiolkowski, M., Lancellota, R. and Pedroni, S. (1989), 'Behavior of Bent Prefabricated Vertical Drains', Proc. of the 12th ICSMFE, Vol.3, Rio de Janeiro, pp.1657-1660
  10. Lawrence, C.A. and Koerner, R.M. (1988), 'Flow Behavior of Kinked Strip Drains', Proc. Symposium of Geosynthetics for Soil Improvement, ASCE Geotechnical Special Publication, No.18, pp.22-35
  11. Long, R., and Covo, A. (1994), 'Equivalent diameter of vertical drains with an oblong cross section', J. Geotech. Engrg., 120(9), pp.1625-1630 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9410(1994)120:9(1625)