Evaluation of Constitutive Relationships and Consolidation Coefficients for Prediction of Consolidation Characteristics of Dredged and Reclaimed Ground

준설매립지반의 압밀거동 예측을 위한 구성관계식 산정 및 압밀정수 평가

Consolidation characteristics of reclamated ground with dredged soil and methods of evaluating them are investigated in this paper. For a dredged and reclamated ground with a very high water content, self-weight consolidation being progressed, its consolidation characteristics are difficult to find since it is almost impossible to have a undisturbed sample. In order to overcome such a problem, methods of laboratory tests with disturbed sample were studied to obtain consolidation parameters required to analyze consolidation settlement in practices, using the conventional infinitesimal consolidation theory, were evaluated by carrying out various laboratory tests with disturbed soils such as oedometer test, constant rate of deformation test, Rowe-cell tests with ring diameters of 60 mm, 100 mm and 150 mm and the centrifuge model tests with 40 g-levels. Constitutive relations of void ratio - effective vertical stress - permeability were evaluated by using the inverse technique implemented with the finite strain consolidation theory and results of centrifuge model tests. Design soil parameters related to consolidation such as compression index, swelling index, coefficient of volume change and vertical and horizontal consolidation coefficients were proposed properly by analyzing the various test results comprehensively.

본 연구에서는 해성점토로 기 매립된 준설토 지반의 압밀특성 및 평가방법에 대한 연구를 실시하였다. 자중압밀 진행 중인 고함수비의 준설매립지반은 불교란 시료의 채취가 사실상 불가능하므로 압밀특성 파악에 어려움이 있다. 이를 위해 실무에서 압밀거동 분석을 위해 적용하는 압밀정수를 교란된 시료로 이용하여 실내실험으로 평가하는 방법에 대하여 연구를 진행하였다. 실험은 기본물성실험과 표준압밀실험, 일정변형률압밀실험과 60, 100, 150mm 직경의 Rowe-cell압밀실험을 수행하였으며, 함수비 조건을 변화하면서 40g의 중력수준에서 원심모형실험을 수행하였다. 실내 압밀실험시 현장의 응력조건에 해당하는 강제압밀로 시료를 조성하여 보다 합리적인 압밀특성을 파악할 수 있었다. 원심모형실험결과로 획득한 시간-침하관계를 침하예측기법으로 분석하여 최종침하량을 분석하였다. 분석결과, Asaoka방법을 적용한 해석결과가 원심모형실험에 의한 자중압밀결과의 경향을 잘 나타내었으며, 이를 통하여 최종침하량을 추정하였다. 또한, 실내압밀실험과 자중압밀실험결과에 대한 역해석을 통하여 유한변형률 압밀이론의 간극비-유효응력-투수계수 구성관계식을 산정하였다. 구성관계와 다양한 압밀실험을 통하여 획득한 결과를 비교 분석하여 연구대상 지역의 압축지수, 팽창지수, 체적변화계수, 연직 및 수평압밀계수 등의 압밀정수를 제안하였다.