준설매립지반에서의 압밀침하는 종종 구조물에 큰 피해를 끼친다. 최근 국내에서는 대규모 프로젝트들이 대심도 연약지반 상에 계획 또는 진행 중에 있다. 따라서, 장기압밀침하에 대한 평가는 설계와 시공에 있어서 매우 중요한 사항이라고 할 수 있으므로, 본 연구에서는, 준설매립지반의 장기압밀특성에 대한 연구를 수행하였다. 첫 번째로, 광양 인근 지역의 준설매립지반에 대한 $C_{\alpha}/C_c$의 관계를, 두 번째로, 유사과압밀지반의 장기압밀특성에 대해 평가하였다.
The surface layer in dredged and reclaimed marine clay is improved by mixing of shallow soils and hardening agents, which is made of cement, containing some other special admixtures. Tests in both laboratory and field settings are performed to investigate the improvement effect and strength properties of cement-stabilized soils. The test results show that the hardening agent sufficiently improves the soil properties of the surface layer, while increasing the load-carrying capacity. The strength of cement-stabilized soils depends, primarily, on water-to-cement ratio and curing temperature. That is, the higher curing temperature and the longer curing time, the higher the strength in cement-stabilized soils. The high ratio of water-ta-cement results in a lower strength.
연직배수공법은 연약지반과 준설매립지반의 압밀을 촉진시키고, 강도를 증진시키는데 가장 널리 사용되는 공법중의 하나이다. 토목섬유로 제작된 연직배수재(PVD)를 활용하여 지지력이 부족한 지반을 개량하는 경우, 배수재의 통수능력이 매우 중요한 요인으로 작용한다. 일반적으로 통수능력 실험은 고무 멤브레인으로 구속압력을 가하여 행해지고 있으나, 이는 현장에서 발생할 수 있는 여러 통수능력 저하 영향인자를 충분히 반영하지 못하고 있는 실정이다. 현장조건에서 연직배수재는 해성점토나 실트질 사질토에 의해서 구속되어 배수재가 휘어지거나, 접히거나 하여 배수성능이 저하되기 때문이다. 따라서, 본 연구에서는 연직배수재를 활용하여 연약지반을 개량할 경우 현장조건을 고려한 통수능력을 평가하기 위하여 소형 통수능력 실험장치와 대형 통수능력 실험장치를 이용하여 배수재, 토사종류 및 측압, 상재하중, 동수경사의 실험조건을 설정하여, 연직배수재의 종방향 통수능력 실험을 수행하였다. 분석 결과, 배수재 종류에 따른 통수능력은 포켓식 배수재가 접착식에 비하여 크게 도출되었다. 토사종류에 따른 통수능력은 점토보다 준설토지반에서 더 크며, 하중과 동수경사, 가압시간의 증가에 따라 통수능력이 감소하는 것으로 나타났다. 포켓식 배수재가 점토지반에 타입되었을 경우, 하모니카형 코어를 가진 배수재가 요철형보다 통수능력이 크며, 준설토 지반에 타입된 경우에는 초기 배수면적비와 통수능력비가 거의 비례하는 것으로 나타났다.
The settling of the dredged soil may vary with mineral composition, grain size distribution, initial water content and salt concentration of suspension of the site. A series of settling column test was performed to investigate the behaviour of solid suspension material from dredging and reclamation. Settling mode was divided into four types from the observation of interface and settling curves of clay minerals and marine clay samples, and the relationship charts of salt concentration and the initial water content were established to use in the dredging operation with any salt concentration. The critical initial water content which was defined as a threshold of zone settling and the consolidation settling was varied with salt concentration of water and was proportional to the plasticity of soil in sea water.
The elevation of reclamation work in the coastal area for the industrial complex is determined through the investigation and review of marine conditions, drainage plan and fill materials. The embankment to be constructed with crushed stone on the soft soil should be safe against the wave force, immediate and long term consolidation settlement, overturning and sliding due to self-weight and other forces. Because of lack of fill material from the borrow pit, the soft marine clay to be dredged shall be used as the reclamation material. And Paper Drain Board is used as the improvement method for the deep soft clay strata.
본 연구에서는 산업부산물 중 고로슬래그를 기본 재료로 바이패스 더스트(Bypass dust), 플라이애쉬와 인산석고를 자극제로 활용하고 원료들 간의 화학적 상호작용을 이용하여 개발된 지반 고화제의 개량효과를 판단하기 위하여 화강풍화토 및 준설된 해성점토에 다양한 혼합비로 혼합하여 기본 물성실험과 일축압축실험을 실시하였다. 화강풍화토와 혼합하여 실험한 결과, 인산석고를 자극제로 활용한 B-2고화제가 바이패스 더스트를 자극제로 활용한 B-1고화제에 비해 우수한 강도를 발현하였다. 화강풍화토에 5~7%의 무게비로 혼합된 B-1 및 B-2고화제는 일반 포트랜트 시멘트(OPC)에 비해 44%~60%의 강도를 발현시키나 원료가 산업부산물이므로 특별히 높은 강도를 요구하지 않는 지반구조물에 사용된다면 시멘트뿐 아니라 현재 국내에서 판매되는 고화제에 비해 경제적인 것으로 판단된다. 또한 해성준설토에 5~14%로 혼합하여 실험한 결과, 양생일 및 혼합비 증가에 따라 혼합토의 강도는 증가하며 B-1 고화제의 경우 양생일에 대해 선형적으로 증가하여 14% 혼합비에서 28일 양생일의 일축압축강도가 OPC혼합토에 비해 40%의 강도를 보이나 B-2는 양생일에 대해 비선형적으로 증가하여 OPC 혼합토 대비 133%로 매우 큰 강도를 발현하였다. 한편 B-1혼합토와 B-2혼합토의 변형계수는 $E_{50}=(20{\sim}47)_{qu,28}$ 범위인 것으로 나타나 OPC 혼합 준설토의 하한계 값에 가까운 것으로 나타났다.
In some port construction, a case of reclamation with dredged soil for land use can be found. Even though this is not a new technology, there are some problems on the test method and analysis. The design parameters are still remained to be solved to get accurate prediction. Sedimentation of particle and self-weight consolidation are the most important design parameters in reclamation by dredged soils. The design parameters are influenced by properties of the physical and sedimentation of dredged soils. This influencing factors can be determined depend on the history of long term sedimentation and particle characteristics. Thus, properties of the sedimentation and consolidation are varies depend on the regional geologic formation. In this paper, three different sites with different regional soil properties will be compared in design parameters of sedimentation and self-weight consolidation.
Recently, as large constructions on the coast are performed frequently, surface layer stabilization method which Is one of the improvement methods for dredged soft clay has been applied. However, there have been few studies about the surface layer stabilization method. The purpose of this study is to clarify characteristics of ultra-soft marine clay and hardening agent. Also, optimal mixture ratio of hardening agent was verified through the laboratory tests such as statistical analysis and pilot tests. Laboratory tests were performed with proper hardening agent and test soil and standard mixing tables of hardening agent were determined according to ground conditions through statistical analysis. Also, applicability of surface layer stabilization method to field was verified by pilot tests. From the results of the tests, it was found that hardening agent materials such as cement, slag, fly-ash, inorganic salts, arwin, gypsum etc. affect on the appearing compressive strength. It was defined optimal mixture ratio which satisfies the required compressive strength from the statistical analysis. Also, It was compared the effect of ground improvement by cements and hardening agents through the pilot tests. This study will serve as data for design or construction criteria of stabilization of surface layer on ultra-soft marine clay.
본 연구에서는 고소성 점토지반으로 구성된 광양지역의 준설매립층 및 원지반층에서 채취된 자연 시료를 이용하여 기존에 제안된 6가지 방법(Casagrande, Onitsuka, Silva, Becker, Janbu, Karlsrud)으로 선행압밀압력을 산정하는데 있어서 상대적인 용이성을 기준으로 5등급의 가중치 점수를 부여 하였다. 이 때, 높은 등급이 부여된다는 것이 곧바로 정확한 선행압밀압력의 산정을 의미하는 것은 아니므로, 불교란 시료에 의한 일축압축강도를 구한 후 압밀압력과의 상관관계를 나타내는 강도증가율을 평가하였다. 이를 토대로, 각각의 방법으로 평가된 선행압밀압력과 비배수전단강도의 비, 즉, 강도증가율이 국내 해성 점성토 지반의 일반적인 값의 범위인 0.25~0.35 사이의 분포 유무 및 표준편차(강도증가율의 변화폭)를 분석하여 적용성을 평가하였다. 그 결과, Becker 및 Onitsuka 방법의 평균 가중치가 다른 방법들(Casagrande, Janbu, Karlsrud)에 비해 낮고 강도증가율도 국내 해성점토 지반의 일반적인 값의 범위에 있으며, 표준편차도 낮게 평가되어 일관성 있는 평가가 가능한 것으로 분석되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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