The total embankment settlement consists of three stages: the initial settlement, the primary consolidation settlement, and the secondary consolidation settlement. The total embankment settlement is largely controlled by the primary consolidation settlement, which is usually computed with numerical models that implement Biot's theory of consolidation. The key parameter that affects the primary consolidation time is the coefficient of permeability. Due to the complex stress and strain states in the foundation soil under the embankment, to be able to predict the consolidation time more precisely, aside from porosity-dependency, the strain-dependency of the coefficient of permeability should be also taken into account in numerical analyses. In this paper, we propose a two-dimensional plane strain numerical model of embankment primary consolidation, which implements Biot's theory of consolidation with both porosity-dependent and strain-dependent coefficient of permeability. We perform several numerical simulations. First, we demonstrate the influence of the strain-dependent coefficient of permeability on the computed results. Next, we validate our numerical model by comparing computed results against in-situ measurements for two road embankments: one near the city of Saga, and the other near the city of Boston. Finally, we give our concluding remarks.
Since particle size distribution curves are useful to estimate permeability of soil, many formulae for permeability coefficient (k) have been published using the parameter from the curves and factors, such as grain size, particle shape and void ratio of soils. However, the parameters such as $C_c,\;C_u$ and $D_n$ derived from only some discrete points on the curve are insufficient to represent the whole gradation. In this paper fractal dimension which is quite new concept and known to be able to represent the entire curve of particle size distribution is employed for the parameters. An empirical formula of permeability coefficient has been developed with fractal dimension and percent of finer than 0.075 mm. The formula developed from this study has confirmed its effectiveness by a series of laboratory tests and comparison to other published formulae. It is found that permeability coefficient is proportional to fractal dimension and inversely proportional to percent of fines.
하천제방 건전도 평가에 대한 영향인자는 누수의 경우 제체, 기초를 구성하는 지반의 투수계수가 있으며, 제방의 높이, 둑마루 폭 등 기하학적 요인이 있고, 비탈면 안정성의 경우 제체 및 기초 지반의 재료적 특성, 제체 비탈면의 형상, 강우나 하천수의 침투에 따른 영향 등이 있다. 본 연구에서는 하천제방 침투해석에 중요한 투수계수 변화에 따른 영향 검토를 위하여 기존 설계결과 타당성 검토, 문헌자료 투수계수 사용에 따른 안정성 평가, 기초지반 투수계수변화에 따른 안정성 검토를 수행하였다. 영향인자 평가 결과, 설계 시 사용되는 투수계수는 동일한 토질에 대해서도 설계문헌에 따라 상이한 것으로 나타났으며, 검토 결과 파이핑 안전율에 큰 영향을 미치는 것으로 평가되었다.
모래에 혼합된 점토의 혼합비에 의한 투수계수와 압밀계수의 영향분석을 위해 주문진 표준사와 오타와 모래에 카올린 점토를 다양한 혼합비로 섞은 시료를 제작하여 연성벽체투수시험을 실시하였다. 시험결과 시험이 실시된 10%에서 29%의 카올린 점토 혼합범위에서는 세미 로그 그래프 상에서 점토의 혼합비와 투수계수 및 압밀계수가 "반비례하는 선형적 상관관계를 나타내었다. 또한 투수계수와 압밀계수는 흙의 구조에 의해서 결정되는 것으로 나타났다. 점토비가 낮아 안정구조로 볼 수 있는 혼합토에서는 점토질 토사에서 투수계수 및 압밀계수와 높은 연관성을 가지고 있는 것으로 알려진 간극비와는 상호관계를 나타내지 않은 반면, 부유구조에서는 간극비의 증가에 따라서 투수계수가 감소하는 것으로 나타났다.
Chloride permeability of high strength concrete(HSC) was investigated using saltwater pending test and rapid chloride permeability test by electrical potential(ASTM C 1202). The lower water-cement ratio concrete showed the lower diffusion coefficient of chloride. The relationship between the diffusion coefficient of chloride and charge passed by the rapid chloride permeability test could be obtained. This relationship appears to be an effective method for evaluating chloride permeability of low water-cement HSC.
The magnetostrictive material is magnetized in magnetic field and produces a nonuniform demagnetizing field inside and outside it. The demagnetization is decided by the permeability of magnetostrictive material and its size. The magnetoelectric performances are determined by the synthesis of the applied and demagnetizing fields. An analytical model is proposed to predict the magnetoelectric voltage coefficient (MEVC) of magnetostrictive/piezoelectric laminate composite using equivalent circuit method, in which the nonuniform demagnetizing field is taken into account. The theoretical and experimental results indicate that the MEVC is positively connected with the permeability and the piezomagnetic coefficient of magnetostrictive material. To obtain the maximum MEVC, both the permeability and the piezomagnetic coefficient of magnetostrictive material should be taken into account in selecting the suitable magnetostrictive material.
암석 내 균열을 따른 수리전도도는 균열의 기하학적 요소, 즉 방향, 간극, 거칠기 그리고 상호 연결도에 주로 좌우된다. 따라서, 균열 내 투수계수를 정확하게 계산하기 위해서는 이와 같은 기하 요소들을 최대한 계산모델에 반영할 필요가 있다. 이 연구에서는 균열 기하양상을 최대한 정확히 반영한 균열모델에서 기존 수치해석과는 다른 새로운 방법인 균질화 해석법(homogenization analysis method)을 이용하여 균열을 따른 투수계수를 구하기 위해 수치해석을 수행하였다. 먼저, 공초점 레이저 스캔 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope)을 이용하여 암석시료의 균열 조도와 균열에 가한 수직압축력의 변화에 따른 간극 변화량을 직접 측정하고, 이와 같이 획득한 자료는 균열모델 재현을 위한 입력자료로 사용되었다. 재현된 균열모델을 토대로 한 균질화 해석법은 미시규모(microscale) 매질특성과 거시규모(macroscale) 매질특성을 동시에 고려하여 투수계수를 계산할 수 있는 것이다. 즉, 균질화 해석법은 주기적 미세구조(microstructure)를 갖는 미소 불균질 물질의 거동특성을 구명하기 위해 개발된 새로운 형태의 섭동(perturbation) 이론이다. 이는 균질한 미시규모에서 미시 투수특성을 계산한 후, 거시규모에서의 균질화 투수계수를 계산하게 된다. 그러므로, 이 방법은 균열 기하양상의 국부적 영향을 고려한 투수특성을 정확히 해석할 수 있다. 균질화법을 이용한 투수계수 산정결과를 기존 연구에서 제안한 경험식과 비교하여 그 타당성을 검증하기 위해 전술한 2차원 균열모델을 이용한 투수계수 계산을 수행하였다. 균열모델은 거칠기(roughness)를 반영하고 동일한 간극을 할당한 평행판 모델을 가정하였다. 계산결과에 의하면, 균질화 해석법에 의해 계산한 C-투수계수는 실내투수시험에 의해 구한 투수계수와 같은 범위의 값을 가지거나 $10^1$ 정도의 차이를 보여, 그 계산결과는 타당하다고 볼 수 있다. 그러나, 균질화 해석법은 국부적으로 불균질한 균열 기하양상과 물질특성이 미시규모와 거시규모에서 모두 고려되므로, 이들 특성을 정확히 알고 있을 경우 기존에 제안된 경험식들에 의한 계산결과 보다 균질화 해석법의 결과가 훨씬 정확함을 주목하여야 한다.
Seaweed waste(SWW) was used to improve the liner effect in recycling of dredged soil as the landfill liner. It was found that the compressive strength became somewhat lower when SWW was added than that was when Ordinary Port-land Cement(OPC) only was added. The permeability coefficient, however, became lower in this case which showed the lowest permeability coefficient when the addition of SWW was one percent. Hence, to comply with the regulations for the compression strength and permeability coefficient of landfill liner, the addition of OPC should be over eight percent and that of seaweed waste one percent. The results of leaching test showed that the solidified material was not against the laws of waste control, so it is possible to use as the landfill liner and to expect sufficient economic effects because wastes such as dredged soil and seaweed can be recycled.
본 연구에서는 불포화폴리에스터 수지(U.P.)를 이용한 투수성 폴리머 콘크리트를 제조하여 투수성 및 강도 특성을 실험적으로 규명하였다. 그 결과 투수성 폴리머 콘크리트의 공극률 및 투수계수는 폴리머 결합재량의 증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 투수성 폴리머 콘크리트의 압축강도는 폴리머 결합재량의 증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 투수성 폴리머 콘크리트의 압축강도는 투수계수가 증가함에 따라 감소하였다.
The permeability of converter slag, replacing material of sand mat on improving soft clay foundation, was evaluated in the laboratory. The effects of grain size, flow water time and aging were investigated using sea and fresh water. Converter slag being submerged with fresh water, the coefficients of permeability in A and B samples less than 10mm grain sizes were measured as 6.52${\times}$10$\^$-2/cm/sec and 5.99${\times}$10$\^$-1/cm/sec, while changed as 1.88${\times}$10$\^$-2/cm/sec, 3.86${\times}$10$\^$-1/cm/sec under sea water condition. Also, the condition of turbulent flow may exit and was experimentally identified from the relationship between hydraulic gradient and seepage velocity. After 180 days on using sea water, the coefficients of permeability of sample A and B samples decreased ten times smaller than those initial values. And after that time continually decreased as for till 360 days. The reduction of permeability coefficient was considered to influence filled with voids in high-calcium quicklime(CaO). However, in-situ coefficient of permeability was practically satisfactory.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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