Variation of Stress Concentration Ratio with Area Replacement Ratio for SCP-Reinforced Soils under Quay Wall

In order to accelerate the rate of consolidation settlement, to reduce settlement, and to increase bearing capacity for soft ground under quay, sand compaction pile method (SCP) has usually been applied. SCP-reinforced ground is composite soil which consists of the sand pile and the surrounding soft soil. One of main important considerations in design and analysis for SCP-reinforced soils is stress concentration ratio according to area replacement ratio. In this paper, the numerical analysis was conducted to investigate characteristics of stress concentration ratio in composite ground. It was found that stress concentration ratio of composite ground is not constant as well as depends on several factors such as area replacement ratio, depth of soft soil, and consolidation process. The values of stress concentration ratio increase during loading stage due to stress transfer of composite soil, and reach up to 2.5∼12 according to area replacement ratio at the end of construction. After the end of consolidation, however, these values are converged to 2.5 to 6.0 irrespective of area replacement ratio due to increase in effective stress of soft soil during consolidation process.

치환율에 따른 안벽구조물 하부 SCP 복합지반의 응력분담비

SCP공법(Sand Compaction Pile Method)은 안벽구조물 하부 지반이 연약할 경우에 압밀침하 속도를 증가시키고, 침하를 감소시키며, 지지력을 증대시키기 위하여 널리 적용되어 왔다. SCP 개량지반은 연약지반에 타설된 모래말뚝과 주변 연약지반으로 구성된 복합지반을 형성한다. 이와 같은 복합지반의 설계 및 해석 시 가장 중요한 요소는 치환율에 따른 응력분담비이다. 본 연구에서는 수치해석기법을 사용하여 복합지반에 대한 응력분담비 특성을 검토하였다. 치환율에 따른 응력분담비는 상수 값이 아니라 연약지반의 깊이, 압밀과정에 의존한다. 또한 하중재하 단계에 응력분담비는 복합지반의 응력전이 특성에 의하여 증가하며, 재하 완료 직후에는 치환율에 따라 2.5∼12의 값을 가진다. 그러나 과잉간극수압이 소산되어 점토지반의 유효응력이 증가되는 압밀과정 동안에는 감소하여 압밀 완료 후에는 치환율에 관계없이 2.5∼6정도 범위로 수렴한다.