• 한국지반공학회논문집
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• 제27권9호
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• pp.13-24
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• 2011

Terzaghi의 1차원 압밀이론은 준설 매립지반과 같이 고함수비, 고압축성을 갖는 점토지반의 압밀해석에는 적합하지 않다. 준설 매립지반의 자중압밀과 재하하중에 의한 추가압밀을 적절히 고려하기 위해서는 비선형, 유한변형 압밀이론을 도입해야 한다. 준설 매립지반의 비선형 유한변형 압밀해석을 수행하기 위해서는 침강과정이 종료되고 자중압밀이 시작되는 시점의 간극비인 초기간극비($e_{00}$)와 비선형성을 갖는 준설토의 간극비-유효응력 관계와 간극비-투수계수의 관계 규명이 매우 중요하다. 본 연구에서는 실내시험을 통해 비선형 유한변형 압밀해석에 필요한 인자를 산정하는 방법을 제안하였다. 또한, 본 연구에서 제안한 방법을 적용하여 인천지역 준설토와 카올리나이트의 압밀 물성치를 평가하였고, 이를 동반논문에서 다룰 비선형 유한변형 압밀해석에 적용하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 2차
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• pp.3-12
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• 2010

Vertical drains have been commonly used to increase the rate of the consolidation of dredged material. The installation of vertical drains additionally provides a radial flow path in the dredged foundation. The objective of this study develops a numerical model for 2-D axisymmetric non-linear finite strain consolidation considering self-weight consolidation to predict the effect of vertical drain in dredged foundation which is in process of self-weight consolidation. The non-linear relationship between the void ratio and effective stress and permeability during consolidation are taken into account in the numerical model. The results of the numerical analysis are compared with that of the self-weight consolidation test in which an artificial vertical drain is installed. In addition, the numerical model developed in this paper is the simplified analytical method proposed by Ahn et, al (2010). The comparisons show that the developed numerical model can properly simulate the consolidation of the dredged material with the vertical drains installed.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1693-1706
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• 2008

It is of importance to determine the zero effective stress void ratio($e_{00}$), which is the void ratio at effective stress equal to zero, and the relationships of void ratio-effective stress and of void ratio-hydraulic conductivity for characterizing non-liner finite strain consolidation behavior for ultra-soft dredged materials. The zero effective stress void ratio means a transitional status from sedimentation to self-weight consolidation of very soft soil deposits, and acts as a starting point for self-weight consolidation in the non-linear finite strain numerical analysis such as PSDDF. In this paper, a new method for determining the zero effective stress void ratio has been introduced with the aid of measuring electrical resistivity of the specimen. A correlation between the zero effective stress void ratio and the initial slurry void ratio has been proposed, which can be used in PSDDF analysis as an input parameter. Combining all of the accessible experimental data, the consolidation characteristics of a dredged soil from the Incheon area has been studied in detail.

• 산업기술연구
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• 제11권
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• pp.85-98
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• 1991

A numerical study was performed to investigate characteristics of one-dimensional consolidation of soft clay. Results of consolidation tests with the remolded normally consolidation clay of having a very high initial void ratio were analyzed by using the numerical technique of finite difference method based on the finite strain consolidation theory, to evaluate consolidational characteristics of soft clay under surcharges on the top of clay. On the other hand, a numerical parametric study on soft clay consolidated due to its self-weight was also carried out to find its effect on one-dimensional consolidation. Terzaghi's conventional consolidation theory, finite strain consolidation theories with linear and non-linear interpolation of effective stress - void ratio - permeability relation were used to analyze the test results and their results were compared to each other to figure out the difference between them. Therefore, the validity of theories was assessed.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권11호
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• pp.5-15
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• 2011

본 논문에서는 압축성이 매우 큰 준설 매립지반의 비선형 유한변형 압밀거동을 평가하기 위해 두 가지 압밀해석방법이 제시되었다. 이를 위해 동반논문에서 얻어진 초기간극비, 비선형의 간극비-유효응력 관계와 간극비-투수계수 관계를 비선형 압밀 물성치로 적용하였다. 단순화된 Morris의 간편 이론해(2002)와 대표적인 일차원 비선형 유한변형 압밀 프로그램인 PSDDF(Primary Consolidation, Secondary Compression, and Desiccation of Dredged Fill)의 해석결과를 일련의 실내실험을 통해 얻어진 인천 준설토와 카올리나이트의 자중압밀 침하거동과 비교하여, 실제 준설 매립지반의 장기간 비선형 유한변형 압밀거동을 모사하는데 두 방법의 적용이 타당함을 보였다. 또한, Craney Island 인공섬 사례분석을 통하여 적절한 비선형 유한변형 압밀 파라메터 선정의 중요성과 준설 매립지반의 압밀거동 평가시 PSDDF의 적용성을 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권1호
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• pp.1-20
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• 2023

To predict the consolidation behavior of dredged and reclaimed marine clays exhibiting consolidation settlement with large strains, the finite strain consolidation theory must be used. However, challenges in appropriately applying the theory and determining input parameters make design and analysis studies difficult. To address these challenges, design charts for predicting the consolidation settlement of reclaimed marine clays are developed by a numerical approach based on the finite strain consolidation theory. To prepare the design charts, a sensitivity analysis of parameters is performed, and influencing parameters, such as initial void ratio and initial height, as well as the non-linear constitutive void ratio-effective stresspermeability relation, are confirmed. Six representative Korean marine clays obtained from different locations with different liquid limits are used. The design charts for estimating the consolidation times corresponding to various degrees of consolidation are proposed for each of the six representative clays. The consolidation settlements predicted from the design charts are compared to those in previous studies and at an actual construction site and are found to agree well with them. The proposed design charts can therefore be used to solve problems related to the consolidation of reclaimed marine clays having large strains.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권3호
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• pp.5-20
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• 1997

본 연구에서는 유한변형률 이론에 근거하여 3차원 압밀 지배 방정식을 유도하였다. 이 방정식은 비교적 압밀층의 두께가 두꺼운 경우, 비선형 물성치, 공극비에 따른 비선형 투수계수를 갖는 지반에 적합하다. 기존의 유한차분 수치해석 기법(FTCS)은 지배 방정식이 비선형 이며 복잡한 경우 안정된 해를 얻을 수 없기 때문에 본 연구에서는 특수 유한 차분 기법을 도입하였다. 이 수치해석 기법을 지배 방정식에 적용하면 시간에 따른 압밀량을 예측할 수 있다. 본 해석기법에 의해 구해진 값들을 윅드레인을 설치한 여러 가지 고압축성 토질에서의 실험 결과와 비교한 결과, 최종 압밀량과 시간에 따른 압말량이 잘 일치하고 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.495-508
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• 2010

Vertical drains are commonly used to accelerate the consolidation process of soft soils, such as dredged materials. The installation of vertical drain provides a radial drainage path to water in the deposit soil in addition to the vertical direction. An estimation of time rate of settlement is considerably complicated when vertical drains are installed to enhance consolidation process of dredged material because the vertical drains are commonly installed before self-weight consolidation is ceased. In this paper, the vertical drain theory developed by Barron(1948) is applied to analyze the non-linear consolidation behavior considering radial drainage. The overall average degree of self-weight consolidation of the dredged soil under the condition that the water is drained in both radial and vertical directions is estimated using the Carillo(1942) formula. In addition, the Morris(2002) theory and the one-dimensional non-linear finite strain numerical model, PSDDF, are applied to analyze the self-weight consolidation in case of only the vertical drainage is considered. The new analysis approach proposed herein can simulate properly the time rate of the self-weight consolidation of dredged materials that is facilitated with vertical drains.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권8호
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• pp.5-19
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• 2012

준설매립지반 설계시 압밀 소요시간 단축을 위해 연직배수공법와 선행재하공법등의 연약지반 개량공법을 주로 적용한다. 준설매립지반의 자중에 의한 압밀이 완료되기까지는 많은 시간이 소요되므로 공사비 절감, 공기단축의 이유로 연약지반 개량공법은 일반적으로 자중압밀 도중 적용된다. 본 논문에서는 준설매립지반에서 연직방향으로 자중압밀이 진행되는 도중 연직배수재 타설에 의해 방사방향의 흐름이 추가로 발생하는 경우의 압밀거동 예측을 위하여 자중압밀을 고려한 2차원 축대칭 비선형 유한변형 압밀 지배방정식과 이를 적용하기 위한 수치모델(Axi-Selcon)을 개발하였다. Axi-Selcon의 검증과 자중압밀 도중 연직배수재가 타설된 준설매립지반을 모사하기 위해 일련의 실내시험을 수행하였다. 이를 위해 연직배수재가 타설된 준설매립지반을 모사하는 대형자중압밀 시험기를 고안하였다. 모델의 추가적인 검증을 위하여 기존에 제안된 간편 해석법을 적용한 결과와 Axi-Selcon의 해석결과와 비교하였다. 마지막으로, Axi-Selcon을 적용하여 가상의 대심도 준설매립지반의 거동을 예측하였다. 이와 같은 일련의 모델 검증과정을 통해 본 논문에서 개발된 Axi-Selcon은 자중압밀 도중 연직배수재 타설과 선행재하공법이 적용될 경우에 대한 초연약 준설매립지반의 압밀 거동을 적절히 예측할 수 있음을 보였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제17권2호
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• pp.97-103
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• 2011

본 연구에서는 연약지반을 개량하기 위해 제한성을 가지고 있으나 연약지반 침하예측에 사용되고 있는 미소 변형률기법과 보다 연약지반의 실제 압밀거동에 부합하는 것으로 알려진 유한 변형률기법을 이용하여 배수재가 타설된 연약지반의 압밀거동에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석은 지반조건, 하중재하조건 등 조건별로 연약지반의 압밀거동에 대하여 수행하였으며 그 결과를 비교 분석하여 수치해석 기법에 따른 영향을 파악하고자 하였다.