Mechanical Properties of Lean-mixed Cement-treated Soil for Effective Reuse of Dredged Clay

준설점토의 친환경 재활용을 위한 시멘트계 처리토의 장단기 역학거동

Cement treating technique, such as deep mixing method, has been used widely to stabilize the dredged clayey soil for many years. Despite of its effectiveness in treating soil by cement, several efforts have also been made to try to reduce the side effect of the cement that used to stabilize the dredged clay. However, authors considered that more detailed study on the physical and mechanical properties of lean-mixed soil-cement has been required to establish the design procedure to apply the practical problems. Therefore, in this study, the curing time and mixing ratio was used as key parameters to estimate the physical and mechanical properties including long-term behavior. The unconfined strength of lean-mixed soil-cement increase continuously during curing period, 270 days, while increasing rate becomes low in ordinary cement-treated dredged clay. We also concluded that cement-treated dredging clay shows apparent quasi overconsolidation behavior even in low cement proportion. By this study, fundamental approach was carried out for effective reuse of very soft dredged clayey soil both in mechanical and environmental aspect. It can be also expected that this study can propose a basic design data to use the lean-mixed soil cement.

최근 준설점토 고화처리과정에서 환경에의 부하를 고려하여 시멘트와 같은 지반 고화재를 최소화 하고자 하는 노력이 시도되고 있다. 그러나 적정한 지반 고화재의 비율이나 각 비율에 따른 물리/역학적 특성과 재료적 특성에 대한 충분한 연구가 수행되지 않아 설계에 반영되는 단계에 까지는 이르지 못하고 있는 것이 현실이다. 이에 본 연구는 준설점토의 유효한 활용과 친환경적 접근이라는 두 가지 문제를 동시에 극복하기 위하여 고화재를 최소화할 수 있는 방안과 고화재 비율에 따른 혼합토의 물리/역학적 특성 및 재료특성을 장단기적 관점에서 규명하고자 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 먼저 지반 고화재로써 시멘트를 활용하여 혼합 지반의 역학적 성능을 충분히 발휘하는 범위에서 고화재의 투입량을 최소화할 수 있는 최적의 설계방안에 대해 알아봄과 동시에 각 고화재 투입량에 따른 혼합토의 물리/역학적 특성과 재료적 특성을 평가하여 정리하였다. 강도 측면에서는 빈배합 혼합점토는 본 연구에서 상정한 최대 양생기간인 270일 동안 지속적인 강도증가를 보이고 있었으나 혼합비가 상대적으로 높은 증가 추세가 현격하게 떨어지고 있었다. 압밀측면에서는 시멘트 혼합에 의한 의사과압밀현상이 낮은 배합비에서도 충분히 발휘된다는 점을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 준설점토를 조기에 안정화시키고 동시에 친환경적으로 재활용할 수 있는 방안이 구체적으로 모색되었으며, 본 연구에서 수행되는 다양한 시험 및 해석적 연구 자료는 향후 관련 공법을 실제 현장에 적용할 경우에 설계를 위한 기초 설계자료로써 제공될 수 있으리라 기대된다.