The effects of smear and well resistance should be taken into account for the design of sand drains. Practically, simple design, which employs the method using 112 reduced diameter of drains or assuming the coefficient of consolidation in horizontal direction equals to that in vertical direction, based on the theory neglecting these effects, has been used. In this study, the reliability of existing simple design methods as well as the influences of smear and well resistance was investigated with the equations proposed by Hansbo and Onoue. It is shown that the consolidation time is chiefly governed by the effect of smear for drains with highly permeable sands. For general soil condition and placing type of sand drain, consolidation time is underestimated for simple design wi어. 1/2 reduced diameter of drains, and it is overestimated for that with the assumption that the coefficient of consolidation in horizontal direction equals to that in vertical direction. Through the investigations on different reduced diameter, it was shown that simple design with 1/4 reduced diameter of drains yielded the reliable results with errors less than 6%.
This paper is results of experimental research on the effect of application of similarity related to permeability of soil on the consolidation behavior as centrifuge modeling of consolidation is performed with the centrifuge model facility. In this research, the permeability of soil was controlled by changing the viscosity of porewater as the mixed water with glycerin was used during the centrifuge model experiments. The effect of drainage path on consolidation was investigated by installing the vertical drains. A serise of centrifuge model tests with conditions of single vertical and radial horizontal drainage were carried out. Kaolinite and Jumunjin standard sand were used as soft clay and surcharges respectively during tests. For testing condition of single vertical drainage considering similarity of permeability, it was found that consolidation with mixed porewater with glycerin was delayed in comparisons sons with test results with water only. For conditions of horizontal drainage with vertical drains, a low permeability by changing the viscosity of pore water resulted in delayed degree of consolidation at an initial stage of consolidation. But, it predicted not much differences in settlement as long as the consolidation time was sufficiently long enough to finish consolidation. Consequently, it was found that similarity in permeability should be considered to be critical for the case of centrifuge model experiments related to consolidation with long drainage path.
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.
천연섬유배수재의 통수능은 플라스틱드레인보드(PDB)의 통수능에 비해 낮은 것으로 나타났지만, 모형시험 결과를 분석한 결과 기존 천연섬유배수재는 물론 새로 개발된 볏짚배수재도 플라스틱드레인보드 대체 가능성을 발견할 수 있었다. 본 연구에서는 천연섬유배수재의 현장 적용성을 검증하기 위해 천연섬유배수재를 이용한 현장시험시공을 수행하여 이들의 현장유효통수능을 확인하고자 하였다. 시험시공은 다수의 연직배수재와 수평배수재의 조합으로 이루어진 총 5지역으로 구성하였다. 현재까지 측정된 초기 계측자료를 이용한 각 배수재의 특성은 성토지연 등의 이유로 인해 정확히 파악할 수는 없었으나, 추후 성토완료 후의 결과를 분석한다면 여러가지 연직배수재 및 수평배수재 설치 지반의 압밀거동을 분석할 수 있을 것으로 판단된다.
Soil disturbance induced by installation of mandrel driven vertical drains decreases the in situ horizontal hydraulic conductivity of the soil in the vicinity of the drains, decelerating the consolidation rate. According to available literature, several different profiles for the hydraulic conductivity variation with the radial distance from the vertical drain, influencing the excess pore water pressure dissipation rate, have been identified. In addition, it is well known that the visco-plastic properties of the soil also influence the excess pore water pressure dissipation rate and consequently the settlement rate. In this study, a numerical solution adopting an elastic visco-plastic model with nonlinear creep function incorporated in the consolidation equations has been developed to investigate the effects of disturbed zone properties on the time dependent behaviour of soft soil deposits improved with vertical drains and preloading. The employed elastic visco-plastic model is based on the framework of the modified Cam-Clay model capturing soil creep during excess pore water pressure dissipation. Besides, nonlinear variations of creep coefficient with stress and time and permeability variations during the consolidation process are considered. The predicted results have been compared with V$\ddot{a}$sby test fill measurements. According to the results, different variations of the hydraulic conductivity profile in the disturbed zone result in varying excess pore water pressure dissipation rate and consequently varying the effective vertical stresses in the soil profile. Thus, the creep coefficient and the creep strain limit are notably influenced resulting in significant changes in the predicted settlement rate.
Improvement of soft clay deposit by preloading with vertical drains is one of the most popular techniques followed worldwide. These drains accelerate the rate of consolidation by shortening the drainage path. Although the analytical and numerical solutions available are mostly based on equal strain hypothesis, the adoption of free strain analysis is more realistic because of the flexible nature of the imposed surcharge loading, especially for the embankment loading used for transport infrastructure. In this paper, a numerical model has been developed based on free strain hypothesis for understanding the behaviour of soft ground improvement by vertical drain with preloading. The unit cell analogy is used and the effect of smear has been incorporated. The model has been validated by comparing with available field test results and thereafter, a hypothetical case study is done using the available field data for soft clay deposit existing in the eastern part of Australia and important conclusions are drawn therefrom.
The properties of contaminants, contaminated soil, and the elapsed time are important factors to in-situ soil remediation. Gabr et. al. (1996) derived the solution equation of contaminant concentration ratio as initial one $(C/C_0)$ with time and spatial changes in contaminated area with vertical drains. The contaminant concentration ratio $(C/C_0)$ is analyzed with time and spatial changes as varying the effective diameter, porosity, shape factor, density of contaminated soil and temperature in ground and unit weight, viscosity of contaminants by using FLUSH1 model. Results from numerical analysis indicate that the most important factor to the in-situ soil remediation using vertical drains is the effective diameter of contaminated soil. It also shows that the viscosity of contaminants, porosity of soil, shape of soil, temperature in ground, unit weight of contaminants are, in order, affected to the soil remediation but density of soil is insignificant to the soil remediation.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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