Applicability of hyperbolic settlement prediction method to consolidation settlement in the dredged and reclaimed ground was assessed by analyzing results of centrifuge tests modelling self-weight consolidation of soft marine clay. From literature review about self-weight consolidation of soft marine clays located in southern coast in Korea, constitutive relationships of void ratio - effective stress - permeability and typical self-weight consolidation curves with time were obtained by analyzing centrifuge model experiments. For the condition of surcharge loading, exact solution of consolidation settlement curve obtained by using Terzaghi's consolidation theory was compared with results predicted by the hyperbolic method. It was found to have its own inherent error to predict final consolidation settlement. From results of analyzing thc self-weight consolidation with time by using this method, it predicted relatively well in error range of 0.04~18% for the case of showing the linearity in the relationship between T vs T/S in the stage of consolidation degree of 60~90 %. However, it overestimated the final settlement with large errors if those relation curves were nonlinear.
This research is to investigate the self-weight consolidation settlement and desiccation shrinkage settlement of soft marine dredging clay by performing numerical and experimental works. Large column test were carried out investigate the consolidation settlement considering effect of the self-weight and desiccation shrinkage, and centrifuge model test was also carried out investigate self-weight consolidation settlement. Results of centrifuge model and large column experiments about changes of settlement with time were analyzed by using the numerical technique of explicit finite difference method considering effect of the self-weight and desiccation based on the finite strain consolidation theory. Centrifuge model test results were in relatively good agreements with analyzed results in terms of self-weight consolidation settlement with time. Large column test results showed quite different values from the numerically estimated one, carried by experimental conditions.
Applicability of existing methods of predicting consolidation settlement was assessed by analyzing results of centrifuge tests modelling self-weight consolidation of soft marine clay. From extensive literature review about self-weight consolidation of soft marine clays located in southern coast in Korea, constitutive relationships of void ratio-effective stress-permeability and typical self-weight consolidation curves with time were obtained by centrifuge model experiments. For the condition of surcharge loading, exact solution of consolidation settlement curve was obtained by Terzaghi's consolidation theory and was compared with the results predicted by currently available methods such as Hyperbolic method, Asaoka's method, Hoshino's method and ${\sqrt{S}}$ method. All methods were found to have their own inherent error to predict final consolidation settlement. From results of analyzing the self-weight consolidation with time by using those methods, Asaoka's method predicted the best. Hyperbolic method predicted relatively well in error range of 2~24% for the case of showing the linearity in the relationship between T vs T/S in the stage of consolidation degree of 60~90 %. For the case of relation curve of T vs $T/S^2$ showing the lineality after the middle stage, error range from Hoshino method was close to those from Hyperbolic method. However, Hoshino method is not able to predict the final settlement in the case of relation curve of T vs $T/S^2$ being horizontal. For the given data about self-weight consolidation after the middle stage, relation curve of T vs T/S from ${\sqrt{S}}$ method shows the better linearity than that of T vs $T/{\sqrt{s}}$ from Hyperbolic method.
This paper reviews depositional environments of marine deposits along the Nakdong river and then analytical solution of self-weight consolidation considering artesian pressure is made to find consolidated state. It's known that this area is in the under-consolidated state by the artesian pressure(u$\_$a/=0.3kg/$\textrm{cm}^2$) and the distribution of the artesian pressure is not linear but parabola. In predicting consolidation settlement for soft grounds improved by vertical drain, it is emphasized that the self-consolidation by sudden dissipation of artesian pressure should be considered.
일반적으로 조립준설토에 의해 매립되는 경우 매립지반은 세립토의 분리퇴적침강에 의해 퇴적성상이 크게 다르게 형성되고 있다. 본 연구는 군산 준설토에 대한 침강 및 자중압밀, 침투압밀시험 등을 실시하여 조립토 함유율에 따른 침강속도 변화와 배수속도, 퇴적층의 밀도 등이 평가되었다. 세립토의 자중압밀 침하량 예측에 적용되는 Yano 방법은 투입함수비와 계면고 관계만을 고려하여 침하량을 구하고 있다. 그러므로 조립토의 분리퇴적에 의한 침하량을 정확하게 평가할 수 있는 다른 방법이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 조립토와 세립토의 분리퇴적 밀도 변화율에 의해 현장의 자중압밀침하량을 산정하였고 일련의 연구를 확장하기 위해 Yano방법에 의해 분석되었다. Yano방법에 의한 자중압밀침하량은 200번체 통과율 40%이하의 조립 준설토에서 분리퇴적 침강 영향을 반영할 수가 없었다. 따라서 조립토의 분리퇴적 밀도 변화율에 의해 자중압밀침하량을 평가하는 합리적인 방법이 제안되었다.
본 연구는 준설매립 점성토 지반의 토질정수를 효과적으로 구할 수 있는 자중 및 침투압밀시첨 기법과 현장 모형 실험장치의 개발을 중심으로 수행되었다. 이러한 모형 실험장치와 시험기법개발은 연약한 매립 지반의 침강-자중-재하압밀 과정에 대한 재현을 가능케하였다. 이러한 실험적 연구는 준설 점성토 지반의 자중압밀특성을 중심으로 이루어졌으며, 이론적인 연구로 매립점토 지반의 압밀해석시 Terzaghi의 1차원 압밀이론의 적용한계 등을 지적하였고, 이러한 문제점을 고려한 Mikasa의 자중 압밀이론을 토대로 유한차분해석을 실시하였다. 실내시험에 의해 군산 매립점토의 토질정수로 비체적-유효응력-투수계수 관계를 구하였으며 현장 모형실험을 통하여 투입단계부터 간극수압-토압-수위관계 및 침하량 등을 측정하였다. 시험에 의해 얻어진 결과는 Terzaghi의 방법과 Mikasa 자중압밀의 차분해석에 의해 비교.분석되었으며, 실측 침하량은 Terzaghi의 이론보다 Mikasa의 자중압밀이론이 비교적 잘 일치하였다.
In this study, an experimental research on the acceleration effect of dredged soil's self weight consolidation with seepage consolidation and PBD was conducted. The middle-sized consolidation equipment had been manufactured in order to investigate the acceleration of sedimentation and self-weight consolidation by PBD and a lower drainage. Seepage pressure was applied to the PBD installed in the center of the test equipment and a drainage by seepage pressure was allowed. The comparison between cases with and without PBD and seepage pressure reveals that the quantity of drained water and the amount of settlement was nearly 1.2 times to 3.68 times greater in the case with PBD and seepage. Early consolidation completion and the use of reclaimed site are expected due to the acceleration of settlement and increase of the quantity of reclamation if PBD is installed while being reclaiming using the result of the research.
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.
해성점토를 이용하여 준설매립한 부지의 장기적인 침하거동을 규명하기 위하여 실린더와 대형토조를 이용하여 침강.자중압밀시험을 수행하였으며, 준설매립단지에 자동무선계측시스템을 설치하여 매립부지의 층별침하량과 간극수압의 변화를 계측하였다. 이를 이용하여 준설매립 공정에 따른 매립지층의 침하거동을 분석하고 유한변형률 압밀이론을 이용한 수치해석 결과와 비교하였다. 침하거동 분석결과, 불연속 준설매립공정으로 인하여 매립지층의 분리 현상이 발생하였고 지층별 침하거동이 상이하게 나타났다.
In this paper, analyzes the characteristics of self-weight consolidation on the dredged clay according to the fines content and falling height. Research was performed with the dredged clay sampled by Sae-mangeum field site. Classification of fines content was performed by sieve analysis test. After adjusting the fine content, self-weight consolidation tests were carried out focussing on the variation of fines content and falling heights. From the test results of the self-weight consolidation test, samples with high fines content had reached sedimentation completion more later than ones with less fine content samples. In other words, the start of self-weight consolidation was slowing down with increasing of fines content. Also, from the test results of calculating the coefficient of sedimentation consolidation, the coefficient value were increased with the fines content increases. In addition, the change of sedimentation ratio and volume ratio showed more higher changed value as the fine content increases. Thus, it is important to consider the fines content when estimate the settlement time of dredged soil in field dredge work.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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