• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.35-40
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• 2007

최근에 연약지반개량공사에서 연직배수공법은 가장 많이 사용하는 공법 중 하나이다. 그러나 개량을 위한 배수재의 시공시에 지반 교란이 발생하여 스미어 존이라는 교란영역을 발생시킨다. 이렇게 발생된 스미어 존의 특징은 그 영역내의 투수계수가 감소하여, 설계시 예상한 압밀진행이 원활히 이루어지지 않는 문제점이 발생 된다는 점이다. 스미어 존의 크기는 압밀도에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 설계인자이나, 기존에 수행되는 설계에서는 연구에 의해서 제안된 안전측의 값을 일률적으로 적용하여 설계를 수행하고 있다. 그러나 이러한 방법으로 산정된 스미어 존의 크기는 설계 특성상 불확실성에 대한 과대설계로 진행되어 경제적인 측면에서 큰 손실을 가져올 수 있게 된다. 따라서 이번 연구에서는 3차원 수치해석을 수행하여 스미어 존의 크기에 대한 특성을 분석하고 스미어 존 내부의 투수계수 변화를 고려할 수 있는 스미어 존의 환산크기 결정방법을 제안하여 실제 설계에서 투수계수의 변화에 대한 고려가 가능하도록 하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권8호
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• pp.85-94
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• 2012

실내시험을 통하여 현장여건을 고려한 스미어 영향을 평가하기 위하여 3종류(C:M=1:0, C:M=0.5:0.5, C:M=0:1)의 재성형 시료를 이용하여 다양한 조건의 3차원 실내 모형시험을 30종 실시하여 스미어 존의 발생범위를 측정하고 대표적인 위치에서 시료를 채취하여 스미어 존 내에서의 투수계수의 변화특성을 검토하였다, 연구결과, C:M=1:0(점토 100%)의 경우 맨드렐 관입길이, 맨드렐의 크기, 토압고려여부, 단위중량 및 맨드렐의 형상의 순으로 스미어 존의 발생범위에 큰 영향을 미치는 것을 알았다. 따라서, 현장에서 맨드렐의 관입, 인발의 영향을 크게 받는 장척의 배수재를 설치하는 경우에는 기존의 실내시험을 통한 연구결과에 비해 스미어 존이 더욱 크게 형성되며, 스미어 존(smear zone)의 직경 ($d_s$)은 맨드렐(mandrel) 환산직경($d_m$)의 약 1.89~2.48배로 나타났다. 지반밀도와 맨드렐관입특성이 동일한 조건인 경우에 실트의 함유량이 높은 지반일수록 스미어 존의 발생범위는 넓어지는 것을 알았다. 현장의 토압이 크게 고려될수록, 맨드렐 사이즈가 클수록, 단위중량이 작을수록 스미어 존의 발생범위는 적게 나타났다. 맨드렐 관입, 인발에 의한 투수계수 비($k_{hs}/k_{ho}$)는 재성형시료를 사용한 본 실험에서 평균적으로 약 0.70~0.85의 범위를 나타냈으며, 투수계수저하의 영향요인과 영향치는 스미어 존의 발생범위와 유사하게 나타나는 것을 알았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.217-225
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• 2003

연약한 점토 지반에 버티컬 드레인 타설을 위한 맨드렐관입에 의하여 스미어 존이 형성되며 이는 지반개량기간을 지연시키는 중요한 인자로 작용한다. 본 연구에서는 2종의 불교란 점토시료를 대상으로 맨드렐관입에 따른 스미어 존을 실내시험을 통하여 직접 측정하였고, 맨드렐로부터 떨어진 거리별 점토시료를 대상으로 압밀시험 및 일축압축시험을 통하여 스미어 존 내의 강도와 압밀특성의 변화를 파악하였다. 연구결과, 맨드렐 사이즈가 클수록 맨드렐 환산 직경에 대한 스미어 존의 직경비$(d_s/d_m)$가 감소하였다. 맨드렐 형상은 원형, 직사각형, 정사각형 순으로 적은 스미어 존을 나타냈다. 또한, 양산지구의 저소성점토(CL)지반의 경우는 관입속도가 느릴수록, 포항지구의 고소성 유기질토(OH)지반의 경우는 빠를수록 스미어 존이 작게 형성되었으며, 점토지반의 $(d_s/d_m)$은 3.08∼3.92의 범위를 나타냈다. 아울러, 스미어 존의 강도, 압밀계수 및 투수계수는 맨드렐로부터 거리가 증가할수록 거의 직선적으로 증가하였으며, 스미어 존의 일축압축강도$(q_{us})$는 불교란 존의 약 50∼90%를, 이 범위에서의 $K_s/K_h$의 평균치는 0.73∼0.83을 나타냈다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.27-33
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• 2007

최근에 연약지반개량공사에서 연직배수공법은 가장 많이 사용하는 공법 중 하나이다. 그러나 개량을 위한 배수재의 시공시에 지반 교란이 발생하여 스미어 존이라는 교란영역을 발생시킨다. 이렇게 발생된 스미어 존의 특징은 그 영역내의 투수계수가 감소하여, 설계시 예상하였던 압밀이 원활히 이루어지지 않는 문제점이 발생 된다는 점이다. 스미어 존의 수평압밀계수, 수평투수계수는 압밀도에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 설계인자이다. 그러나 기존에 수행되는 설계방법에서 이러한 주요설계인자의 산정방법은 수직압밀계수에 의하여 수평압밀계수 및 수평투수계수를 경험적으로 유추하여 설계를 수행하고 있다. 그러나 이러한 방법으로 산정된 수평투수계수, 수평압밀계수는 설계 특성상 불확실성에 대한 과대설계로 진행되어 시공성, 공사기간 및 경제적인 측면에서 큰 손실을 가져올 수 있게 된다. 따라서 이번 연구에서는 국내에 서해안과 남해안 지역에 널리 분포하고 있는 저소성 지반을 대상으로 선정, 실험을 수행하여 저소성의 실트 및 점토지반에서의 스미어 존의 크기를 평가하였으며, 원지반의 압밀특성 및 물리적 특성과의 상관성 분석을 수행하여 설계시 참고자료로 활용할 수 있도록 하였다.

• 산업기술연구
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• 제29권A호
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• pp.127-134
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• 2009

In this paper, an numerical approach is performed to investigate the effects of smear zone, occurred by penetrating vertical drains, on consolidation behavior of soft clay deposits. Such a numerical analysis is applied to the field condition to confirm its applicability. Parametric numerical analyses is carried out to study influencing factors such as permeability in smear zone, boundary of smear zone and discharge capacity of vertical drains on the consolidation of soil. As results of analyses, for the given conditions of soil, degree of consolidation is getting faster with increase of permeability of vertical drain. Degree of consolidation is delayed with decrease of permeability of smear zone. As the ratio of drain width to smear zone increases, the degree of consolidation decreases. Proposed values of influencing factors by previous researchers is found to be reliable from results of numerical analyses with Cam-clay model.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1996년도 토목섬유(Geosymthetics) 학술발표회 논문집
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• pp.89-100
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• 1996

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권5호
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• pp.45-58
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• 1997

본 논문에서는 국내 드레인재 타설현장조사와 모형 멘드럴 실내 타입시험을 통하여 배수재의 타입시 지반교란을 일으키는 영향요소에 대하여 분석하였다. 실내 시험에서는 재성형된 시료에 타입된 멘드럴에 의하여 발생한 스미어량을 멘드럴의 형태 등 지반조건을 달리하여 비교하였다. 사용된 모형멘드럴의 형태는 원형, 마름모형, 직사각형이었으며 직사각형의 경우는 장단변의 비율을 달리하여 실험하였다. 현장 조사로부터는 멘드럴의 형태와 크기뿐만 아니라 앵커슈의 형태와 크기도 지반교란의 큰 요소임을 알 수 있었다. 멘드럴 타입에 의하여 발생하는 지반교란은 원형보다 마름모와 직사각 형의 경우 적은 것으로 나타났고 직사각형 멘드럴의 경우 장단변의 비율이 클수록 지반교란효과가 더 줄어드는 것으로 나타났다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2007년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.279-282
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• 2007

When ground disturbance takes place due to vertical drain construction through mandrel penetration, that affects excess pore water pressure dissipation time because of soft clay coefficient of permeability decreasing. Eventually, consolidation time is influenced. In this research, we measure process of excess pore water pressure dissipation before and after each other different shape's mandrel penetration through model test, and calculates range of smear zone, coefficient of permeability and horizontal coefficient of consolidation after model test. Using of test result, we grasp a degree of drainage ability drop resulting from vertical drain construction.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2007년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.542-545
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• 2007

The vertical drain method generate the disturbed zone, because the drainage should be penetrated into the in-situ ground. The characteristics of the smear zone generated cause the problems that the coefficient of permeability decreases and the consolidation time anticipated in the design is not properly shortened. In this study, in order to understand such influence, the laboratory test were carried out so as to reasonably determine the coefficient of consolidation in silt. For that procedure, mandrel of a diversity were penetrated into the soil tube with silt, and then the variation of pore water pressure was measured with the pore pressure meter, Then, the range of smear effect on silt was estimated with monitoring data through the laboratory test, and also analyzed with inputting the coefficient of consolidation into the theoretical equation.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.81-86
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• 1999

The installation of vertical drains by means of a mandrel causes significant remolding of the subsoil, especially in the immediate vicinity of the mandrel. Thus, a zone of smear will be developed with reduced permeability and increased compressibility. This paper is mainly concerned with a field study to investigate the effect of smear due to vertical drain installation. In the present study, a field smear test was conducted to assess the extent of the smear zone around the vertical drain. The extent of the smear zone around a vertical drain was evaluated from the CPT results. CPT test was carried out to some distance around the mandrel installation. The test results revealed that a smear zone was estimated to be 3.6~5.3 times of the mandrel diameter.