Geotechnical Characteristics of Prefabricated Vertical Drain System for Contaminated Soil Remediation

오염토양 복원을 위한 연직배수시스템의 지반공학적 특성

The quantity of noxious wastes generated by the growth in industrialization and population in all over the world and its potential hazards in subsurface environments are becoming increasingly significant. The extraction of the contaminant from the soil and movement of the water are restricted due to the low permeability and adsorption characteristics of the reclaimed soils. Incorporated technique with PVDs have been used for dewatering from fine-grained soils for the purpose of ground improvement by means of soil flushing and soil vapor extraction systems. This paper is to evaluate several key parameters that affected to the performance of the PVDs specifically with regard to: well resistance of PVD, zone of influence, and smear effects. In the feasibility of contaminant remediation was evaluated in pilot-scale laboratory experiments. Well resistance is affected on the vertical discharge capacity of the PVDs under the various vacuum pressures. The discharge capacity increases consistently in areal extents with higher applied vacuum up to a limiting vacuum pressure. The head values for each piezometer at different vacuum pressures show that the largest head loss occurs within 14 cm of the PVD. Air flow rates and head losses were measured for the PVD placed in the model test box and the gas permeability of the silty soils was calculated. Increasing the equivalent diameter results in a decrease in the calculated gas permeability. It is concluded that the gas permeability determined over the 1,500 to 2,000 $cm^3/s$ flow rates are the most accurate values which yields gas permeability of about 3.152 Darcy.

개발사업과 산업발달로 인하여 발생되는 유해화학물질과 유류사용량이 늘면서 화학물질과 유류를 저장하는 지하저장탱크에서의 오염물질 유출로 토양 및 지하수 오염이 심각해지고 있다. 또한, 산업지역, 공장지대가 밀집된 매립 지반에서는 투수계수가 낮아 오염물질 추출에 한계가 있다. 이러한 문제해결 방안의 하나로 연약지반 개량공법에서 사용되고 있는 연직배수재를 이용하여 기존의 복원기술인 진공추출공법, 토양세정공법의 효율을 증진시킨 연직배수시스템에 대한 연구를 수행하였다. 오염된 토양의 복원을 목적으로 사용한 연직배수시스템의 적용성 평가를 위하여 오염토양 복원시 오염지반에 영향을 주는 인자에 대한 지반공학적 특성 등을 분석하였다. 연직배수재의 수두손실 및 통수능 측정 결과, 진공압력과 연직배수재의 폭이 증가할수록 통수능은 배수재의 통수 단면적에 비례하여 증가하는 경향을 나타내었다. 축척효과에 의해 단면을 축소시킨 폭이 2.5 cm인 배수재의 경우에는 영향반경이 대략 14cm에서 16cm를 넘어가면서부터 간극수압이 더 이상 감소하지 않고 일정해지는 유효 영향범위로 판단하였다. 또한, 투기계수는 등가직경이 증가 할수록 감소하였으며, 흐름률이 높을수록 압력수두는 더 정밀한 값을 나타내어 평균 투기계수 값인 3.152 Darcy에 가까운 공기흐름률은 1,500~2,000 $cm^3/s$일 때 가장 정확한 값을 나타내었다.