대한토목학회논문집 (KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research)

  • 제28권5C호
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  • Pages.283-292
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  • 2008
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  • 1015-6348(pISSN)
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  • 2799-9629(eISSN)
대한토목학회 (Korean Society of Civil Engeneers)
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다층지반 및 스미어 경계면 해석을 위한 유한차분 압밀해석 기법

Consolidation Analysis for the Interface of Multi-layered and Smeared Soil by Finite Difference Method

  • 투고 : 2008.03.31
  • 심사 : 2008.07.10
  • 발행 : 2008.09.30
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초록

본 연구에서는 연약지반의 압밀해석 시에 물성이 다른 두 층간의 경계면 해석을 보다 정확히 수행할 수 있는 유한차분 해석기법을 제안하였다. 제안된 해석기법을 이용하여 다층지반 및 스미어가 발생된 지반에 대하여 정확한 압밀해석이 가능한 유한차분 해석프로그램을 개발하였으며, 다양한 지반조건에서 해석을 수행하여 제안된 해석 기법을 근간으로 개발된 해석프로그램의 적용성을 검증하였다. 해석결과 다층지반의 압밀속도는 배수면 근처의 투수계수에 지배적인 영향을 받는 것으로 나타났으며, 스미어 발생지반의 압밀속도는 스미어 영역에서의 투수계수 분포가 선형인 경우보다 일정한 경우 압밀이 더 지체되는 것으로 나타났다. 또한 스미어 영향을 고려한 연약지반의 압밀해석에서 스미어로 인한 주변지반의 투수계수 감소가 상대적으로 작은 경우에는 스미어 영역 전체의 투수계수 감소율이 일정하다고 가정한 단순 해석으로도 정확한 압밀거동 예측이 가능하지만, 스미어 발생으로 배수재 주변지반의 투수계수의 감소가 큰 경우에는 배수재로부터의 거리에 따른 투수계수 분포형태를 정확히 가정하고 해석을 수행해야 압밀거동을 정확히 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 마지막으로 부산지역의 다층지반 조건을 고려한 해석결과, 압밀완료 시간을 정확히 예측하기 위해서는 다층지반에 대한 해석이 필요한 것으로 나타났다.

In this research, finite difference (FD) scheme for the interface of the layer between different soil characteristics was suggested. Based on the suggested scheme, FD analysis program for the consolidation analysis of the multi-layered and smeared soil was developed. And the applicability of the program was investigated by the FD analysis conducted for the various soil conditions. Analysis results showed that the permeability near the drainage boundary had a dominant effect on the consolidation rate. And the consolidation rate of the soil with the constant permeability in smeared area was retarded more than the soil with the linear variation of permeability in smeared area. Simple assumption of the constant variation of permeability in smeared area could be used when the decreasing rate of permeability in smeared area was relatively low. But exact assumption of the permeability variation in smeared area should be considered when the decreasing rate of permeability in smeared area was relatively high. Finally, based on the analysis result on Busan area, the analysis considering multi-layered soil should be needed to exactly evaluate time for the completion of consolidation.

키워드

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