연약지반 개량공법을 적용한 내부가호안의 압밀침하 특성을 신뢰성 해석을 이용하여 분석하였으며, 이를 통해 PVD 최적 타설 간격을 설정하였고 외곽호안은 압밀기간 변화에 따른 잔류침하에 대해 안정성을 확보하는지를 검토 하였다. 연약지반 압밀침하 특성에 대한 신뢰성 해석 결과에서 지반정수의 불확실성을 고려해 과다 적용된 배수재 타설 간격을 각 구견별로 구분하여 적용함으로써 지반정수의 불확실성과 안정성을 모두 확보하는 동시에 공사비 측면에서도 경제적인 연약지반 개량공법의 형식으로 검토되었다. 또한 허용잔류 침하량을 초과할 확률이 10%이내에 해당하는 압밀기간을 적용하여 잔류침하에 대한 안정성을 확보하였으며, 각각의 분할된 영역에서 목표 압밀도에 도달할 확률이 95%를 만족하는 배수재 간격으로 시공하고 잔류침하량의 발생량이 10cm를 초과하지 않은 범위일 때는 허용부등침하경사 이상의 부등침하가 발생할 가능성은 거의 없는 것으로 나타났다.
The theory of consolidation has been achieved remarkable development, but associated properties are very difficult to determine in the laboratory. The theoretical shortcomings of those consolidation theories and uncertainties of associated properties make inevitably some discrepancy between theoretical and field settlements. Field settlement measurement by settlement plate is, therefore, widely used to overcome the discrepancy. Among the various methods of ultimate settlement predictions using field settlement data, hyperbolic method and Asaoka's method are most commonly used because of their simplicity and ability to give a reasonable estimate of consolidation settlement. In this paper, the applicability of hyperbolic method and Asaoka's method has been estimated by the analysis of the laboratory consolidation test and field measured data. It is shown that both hyperbolic method and Asaoka's method are significantly affected by the direction of drainage, and Asaoka's method is better to reflect the properties of the soft foundation than hyperbolic method.
이 논문에서는 모르타르의 소성침하 현상을 자중압밀 이론을 적용해 해석하였고 그 타당성을 레이저 거리측정 실험을 통해 검증하였다. 먼저 레이저 거리측정기를 이용해 방해물이 없는 모르타르의 자중압밀 침하량을 측정하였고 측정결과를 토대로 모르타르의 압밀과 관련된 재료상수를 산정하였다. 다음으로 철근이 매입된 모르타르에 대한 침하실험을 수행하여 위치에 따른 침하량 분포를 측정하였으며 배합 및 피복두께가 모르타르의 부등침하에 미치는 영향을 분석하였다. 나아가 모르타르의 자중압밀 해석으로부터 산정된 침하량 분포를 실험결과와 비교 분석하여 모르타르의 소성침하 해석에 압밀이론을 적용하는 것이 타당함을 확인하였고 이를 통해 배합 및 부재 형상이 부등 소성침하에 의해 발생하는 인장응력에 미치는 영향을 검토할 수 있도록 하였다.
The application of Terzaghi's theory of consolidation for analysing the settlement of multi-layered soils is not strictly valid because the theory involves an assumption that the soil is homogeneous. The settlement of stratified soils with confined aquifer can be analysed using numerical techniques whereby the governing differential equation is replaced by 2-dimensional finite difference approximations. The problems of discontinuous layer interface are very important in the algorithm and programming for the analysis of multi-layered consolidation using a numerical analysis, finite difference method(F.D.M.). Better results can be obtained by the process for discontinuous layer interface, since it can help consolidation analysis to model the actual ground The purpose of this paper provides an efficient computer algorithm based on numerical analysis using finite difference method(F.D.M) which account for multi-layered soils with confined aquifer to determine the degree of consolidation and excess pore pressures relative to time and positions more realistically.
효과적인 연약지반 개량을 위해서는 연약지반 위에 구조물의 축조나 성토를 진행할 시 계측활동을 통하여 지반의 거동특성 및 안정관리를 실시하여야 한다. 연약지반의 여러 현장에서 계측관리가 필요하고 그에 따른 침하량 예측방법을 적용할 때 최종침하량의 정확성이 향상된다. 그러나 이는 실제 지반의 거동과 초기 설계 계획과 많은 차이점을 보이고 있다. 이러한 설계상의 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 계측자료를 토대로 장기침하량을 예측하는 방법인 쌍곡선법(Hyperbolic method)를 사용하여 연구대상지역인 전남 영암-해남 연약지반의 계측침하량을 분석하였다. 대상지역의 최종 압밀성토가 종료된 시점부터 계측기간별 압밀도의 변화를 통하여 최종침하량을 예측하였으며, 압밀도의 변화에 따른 최종침하량을 유한요소해석과 현장계측값을 비교·분석하였다.
Peatland is distributed in China widely, and organic matters in soil frequently induce problems in the construction and maintenance of highway engineering due to the high permeability and compressibility. In this paper, a selected site of Dali-Lijiang expressway was surveyed in China. A numerical model was built to predict the settlement of the foundation of the selected section employing the soft soil creep (SSC) model in PLAXIS 8.2. The model was subsequently verified by the result of field observance. Consequently, the parameters of 17 types of soils from different regions in China with organic contents varying from 1.1-74.9% were assigned to the numerical model to study the settlement characteristics. The calculated results showed that the duration of primary consolidation and proportion of primary settlement in the total settlement decreased with increasing organic content. Two empirical equations, for total consolidation settlement and secondary settlement, were proposed using multiple linear regression based on the calculated results from the numerical models. The analysis results of the significances of certain soil parameters demonstrated that the natural compression index, secondary compression index, cohesion and friction angle have significant linear relevance with both the total settlement and secondary settlement, while the initial coefficient of permeability exerts significant influence on the secondary settlement only.
This study was performed of the research for accurate prediction of consolidation settlement at initial consolidation time. In order to analysis the program is developed which is able to analysis behavior of settlement caused by gradual load increment, and simulated consolidation using whole measured settlement data and that from beginning of embankment to end of it. The former result agrees with measured data and the latter it overestimated 13% larger than measured data. It was found the time which takes to be eliminated effect of gradual step load. This method is compared with the results from Asaoka, Hyperbolic and Tan's hyperbolic method respectively Asaoka and Tan's hyperbolic methods we in good agreement with this method. But classical hyperbolic method overestimated about 32%.
Observed field behaviors are frequently different from the behaviors predicted in the design state due to several uncertainties involved in soil properties, numerical modelling, and error of measuring system even though a sophisticated numerical analysis technique is applied to solve the consolidation behavior of drainage-installed soft deposits. In this study, genetic algorithms are applied to back-analyze the soil properties using the observed behavior of soft clay deposit composed of multi layers that shows complex consolidation characteristics. Utilizing the program, one might be able to appropriately predict the subsequent consolidation behavior from the measured data in an early stage of consolidation of multi layered soft deposits. Example analyses for drainage-installed multi-layered soft deposits are performed to examine the applicability of proposed back-analysis method.
This paper presents case history of railway embankment excess settlement on soft clay during service in southern region of Korea. A lot of field observations show that the measured settlements are a lot larger than settlements actually calculated in this area. Back analysis is carried out to verify the soil parameters which are intended to investigate in the subsurface exploration phase and later in a laboratory test program. Recommendations and causes for the engineering practice are suggested to review the determination of excess settlements and, consequently, to improve the settlement prediction. This enormous discrepancy is due to the passing over secondary consolidation, and the design filling did not meet to real construction filling. Immediate settlement could be subsidiary factor of excess settlement.
본 연구에서는 고베 공항 해저 충적 점토를 대상으로 한 신뢰성 침하 해석을 위해 각종 입력 물성치의 불확실성을 확률 통계 이론에 근거하여 조사하였고, Terzaghi 압밀 방정식을 목적 함수로 AFOSM 법을 적용하여 파괴 확률을 정식화하였다. 신뢰성 해석 결과, 목표침하량을 평균침하량 ${\pm}10%,\;{\pm}25%$로 설정한 경우, 발생확률은 각각 30~50%, 60%~90%로 나타났다. 이는 대상 지반의 확률변수의 변동계수가 과거의 연구보고 범위 내에 있음을 고려할 때, 목적함수로 Terzaghi 압밀방정식을 이용한 경우 침하량의 허용 오차 범위는 평균침하량 ${\pm}10%$가 적절할 것으로 사료된다. 또한, 감도 분석 결과 해석에 크게 영향을 미치는 인자는 압축 계수, 모델, 압밀 항복 응력의 불명확성으로 나타났다. 이는 정밀도가 높은 사전 침하량의 예측을 위해서는 현장의 응력 변형 조건을 충실하게 반영한 시험을 수행하여 신뢰도가 높은 물성치를 구하는 것이 매우 중요한 것임을 설명한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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