Several researchers have developed a number of theoretical time factors to determine the coefficient of consolidation by biezocone excess pore water dissipation test in soft clay deposits. However, depending on the assumptions and analytical techniques, the estimated coefficient of consolidation could be in a considerably wide range even for a specific degree of consolidation. These solutions are obtained from an initial excess porewater pressure distribution which can be determined from. either the cavity expansion theory or the strain path method. The 야ssipation of the initial excess porelvater pressure has been usally simulated by means of linear-uncoupled consolidation analysis and then the dissipation curve is normalized by the initial excess porewater pressure for easy use. However. since there is no guidelines or rules on which method gives the best solution for obtaining the coefficient of consolidation from the dissipation curve, the final selection was only based on engineer's extrience and Judgements. Thus, such an arbitrary selection might be inappropriate for a specific site to characterize the consolidation behavior. In this paper, we reviewed various theoretical time factors and, based on this consideration, we mentioned needs for researches in selecting a specific solution that is compatible for Korean clays. Also we listed some source of errors that can be encountered in the procedure of dissipation analysis.
지진시 지진의 3가지 진동 성분이 나타난다. 즉 수평진동 성분, 지반의 연직 진동에 의해 발생된 상부 구조물과의 피드백의 의한 말뚝의 연지 진동, 그리고 연직 지반 진동에 의한 해수의 진동, 즉, 해진이 그것들이다 이들 진동들을 해양에 설치된 개단 강관 말뚝 주변에 유발된 간극수압의 크기와 관내토 폐색력에 영향을 미칠수 있다 지반과 말뚝의 진동은 유사 지진 진동으로써 흙과 말뚝을 진동시켜서 모델링할 수 있지만 연직 지반 거동에 의해 유발된 해진 진동은 해저면에 정현파 형상의 동수압을 가해주어 모델링할 수 있다 이 연구에서는 유사화된 지진과 해진시 압력토조에 설치된 개단강관말뚝에 유발된 간극수압의 발생양상과 이에 따라 관내토 폐색력의 저감원인을 관찰하였다 연직 지진 진동시 관내토 상단에서는 관내토 하단에서와 비슷한 크기의 간극수압이 발생하였으므로 관내토에서는 상향의 침토가 유발되지 않았으며수평지진 진동시 관내토에서는 상향의 침트를 유발시켜 관내토 폐쇄력을 20%정도 저감시켰다. 해진시 수심이 220m 이상의 심해에 설치된 개단 강과 말뚝의 경우 관내토 하부 지반과 관대토 상단과의 매우 큰 동수경사로 인하여 관내토 내에 상향의 침투가 발생하여 관내토의 폐색을 파괴시켰다.
수심이 얕고 부영양 호소인 L. Kasumigaura를 대상으로 퇴적층으로부터 유기물 용출특성을 조사하였다. 퇴적물의 함수율은 약 80%이상을 차지하고 있었으며 공극수의 DOC농도는 표층에서 높고 깊어질수록 감소하는 경향을 나타냈다. 특히 조사기간중 공극수의 DOC농도(104mg C/l)가 크게 증가하여 공극수로부터 수체로 용출 가능성이 높을 것으로 추정되었다. DOC 용출실험결과, 호기조건에서는 Labile-DOC (L-DOC)용출이 거의 관측되지 않았고 Refractory-DOC (R-DOC)만 관측되었으며, 혐기조건에서는 L-DOC와 R-DOC 모두 용출되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 퇴적층의 상부수층에 DO가 충분히 유지되면 L-DOC는 용출되어도 호기성 bacteria에 의해 쉽게 분해되기 매문에 R-DOC만 용출되는 것으로 조사되었으며, 혐기조건하에서는 혐기성 bacteria의 유기물 분해능력의 감소로 L-DOC와 R-DOC모두 용출되는 것으로 나타났다. 결과적으로 내부생성기원의 유기물중 퇴적층으로부터 R-DOC 용출은 수체의 유기물 농도를 증가시키는 주요 원인으로 나타났으며, 수중 유기물의 대부분을 차지하고 있는 R-DOC는 유기물순환에 중요한 역할을 담당하고 있다는 사실이 확인되었다.
토양 생태위해성평가는 식물류, 지렁이류, 선충류, 곤충류 등 일부 영양 단계에 국한된 토양독성자료를 활용하고 있다. 토양독성자료의 생물종 확대를 위해 토양 환경에서의 주요 생산자인 조류가 우선적으로 고려되어야 한다. 본 연구에서는 토양 관련 조류독성 연구동향을 분석하기 위해 국제 학술 논문을 대상으로 토양 관련 시험종, 노출매체 등에 초점을 맞춰 연구 사례를 수집하였으며, 시험매체, 시험종, 시험물질, 시험방법 등의 특성 중심으로 분석하였다. 현재까지 토양 관련 조류독성 연구에 사용된 생물종은 8종(Pseudokirchneriella subcapitata, Chlorella vulgaris, Scenedesmus bijugatus, Chlorococcum infusionum, Scenedesmus subspicatus, Nostoc linckia, Synechococcus elongatus, and Chlorococcum sp.)으로 제한적이고, 독성 종말점은 세포계수나 광합성 색소 측정에 국한되어 있다. 또한 노출매체는 액체배지, 토양추출액(soil extract), 토양공극수(porewater), 한천배지, 토양 등 총 5종으로, 액체배지와 토양추출액이 대부분을 차지하며, 토양에서 분리된 조류를 이용하거나 토양 추출액을 이용하는 연구가 대부분이라 토양 매체에서의 직접적인 연구는 미비하다. 따라서 토양 오염으로 인한 생태계 건강성 저하를 방지하기 위하여 필요한 생태위해성평가는 토양 매체에서의 전반적인 종 민감도 분포 파악이 선행되어야 하므로, 토양 관련 조류 시험종 및 종말점 개발이 필요하다.
터널 내 지하수 침투는 터널붕괴와 그에 따른 지반침하의 주요 원인 중 하나이다. 따라서 터널굴착 중 시간에 따른 지하수 침투량과 간극수압 변화를 적절히 예측하는 것이 중요하다. 실무에서는 균질한 지반조건으로 가정하는 Goodman의 산정법을 사용하여 지하수 침투량을 계산하지만, 터널굴착 중 지하수위 강하와 깊이에 따른 투수계수 변화를 고려하지 않아 설계단계에서 지하수 유입량을 과다하게 산정할 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 지하수위 강하 및 깊이별 투수계수의 감소를 적용한 매개변수분석을 통해 지하수 유입량 변화를 분석 비교하였으며, 시간에 따른 지하수 침투량 변화와 지하수위 및 간극수압 분포 변화를 분석하기 위해 비정상류 해석을 수행하였다.
연직배수재로 개량된 지반의 배수거동을 해석하기 위해서는 3차원 해석이 필요한데, Macro-element법을 이용하면 2차원 평면변형 조건으로 연직배수재의 3차원 배수효과를 고려한 효과적인 해석이 가능하다. 본 연구에서는 지반개량에서 적용되는 진공압밀공법에 Macro-element법을 적용하여 새로운 유한요소해석 프로그램을 개발하였다. 기존의 Macro-element법은 배수재의 과잉간극수압을 0으로 하여 연직배수량을 산정하였으나, 본 연구에서 개발된 프로그램은 부(-)의 과잉간극수압을 실제 진공압밀 조건과 동일하게 고려할 수 있도록 개선하였다. 프로그램의 성능 검증을 위해 진공압밀공법 적용 현장의 계측치와 비교한 결과, 프로그램으로 예측한 결과와 현장 계측데이터는 동일한 침하거동을 나타내었다.
Cristhian C. Mendoza-Bolanos;Andres Salas-Montoya;Oscar H. Moreno-Torres;Arturo I. Villegas-Andrade
Earthquakes and Structures
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제25권1호
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pp.27-41
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2023
This study focused on nonlinear effective stress site response analysis using two coupled constitutive models, that is, the DM model (Dafalias and Manzari 2004), which incorporated a simple plasticity sand model accounting for fabric change effects, and the PMDY03 model (Khosravifar et al. 2018), that is, a 3D model for earthquake-induced liquefaction triggering and postliquefaction response. A detailed parametric study was conducted to validate the effectiveness of nonlinear site response analysis and porewater pressure (PWP) generation through a true coupled formulation for assessing the initiation of liquefaction at ground level. The coupled models demonstrated accurate prediction of liquefaction triggering, which was in line with established empirical liquefaction triggering relations in published databases. Several limitations were identified in the evaluation of liquefaction using the cyclic stress method, despite its widespread implementation for calculating liquefaction triggering. Variations in shear stiffness, represented by changes in shear wave velocity (Vs1), exerted the most significant influence on site response. The study further indicated that substantial differences in response spectra between nonlinear total stress and nonlinear effective stress analyses primarily occurred when liquefaction was triggered or on the verge of being triggered, as shown by excess PWP ratios approaching unity. These differences diminished when liquefaction occurred towards the later stages of intense shaking. The soil response was predominantly influenced by the higher stiffness values present prior to liquefaction. A key contribution of this study was to validate the criteria used to assess the triggering of level-ground liquefaction using true coupled effective-stress constitutive models, while also confirming the reliability of numerical approximations including the PDMY03 and DM models. These models effectively captured the principal characteristics of liquefaction observed in field tests and laboratory experiments.
Oscar H. Moreno-Torres;Cristhian Mendoza-Bolanos;Andres Salas-Montoya
Geomechanics and Engineering
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제35권4호
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pp.449-464
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2023
Advanced nonlinear effective stress constitutive models are started to be frequently used in one-dimensional (1D) and two-dimensional (2D) site response analysis for assessment of porewater generation and liquefaction potential in soft soil deposits. The emphasis of this research is on the assessment of the implementation of this category of models at the element stage. Initially, the performance of a coupled porewater pressure (PWP) and constitutive models were evaluated employing a catalogue of 40 unidirectional cyclic simple shear tests with a variety of relative densities between 35% and 80% and effective vertical stresses between 40 and 80 kPa. The authors evaluated three coupled constitutive models (PDMY02, PM4SAND and PDMY03) using cyclic direct simple shear tests and for decide input parameters used in the model, procedures are recommended. The ability of the coupled model to capture dilation as strength is valuable because the studied models reasonably capture the cyclic performance noted in the experiments and should be utilized to conduct effective stress-based 1D and 2D site response analysis. Sandy soils may become softer and liquefy during earthquakes as a result of pore-water pressure (PWP) development, which may have an impact on seismic design and site response. The tested constitutive models are mathematically coupled with a cyclic strain-based PWP generation model and can capture small-strain stiffness and large-strain shear strength. Results show that there are minor discrepancies between measured and computed excess PWP ratios, indicating that the tested constitutive models provide reasonable estimations of PWP increase during cyclic shear (ru) and the banana shape is reproduced in a proper way indicating that dilation and shear- strain behavior is well captured by the models.
This study examined a case of collapse and reinforcement of the colluvial deposit slope in Kyeongnam Geoje Area. The reason for the collapse was found first in the reduction of the resistant force due to slope-cut for constructing retaining walls. This decreased the resistant force against sliding, which enabled precipitation during the rainy period to seep into the ground in the upper colluvium, resulting in increase in porewater pressure. This leads to decreased shear strength and increased sliding force, which ultimately caused the collapse of the slope. For the long-term stability, methods attained for stability reinforcement are summarized in the following table.
The vacuum consolidation method which was proposed by Kjellman in 1952 has been studied extensively and used successfully since early 1980 throughout the world, especially in East and Southeast Asia. Despite the increased successful use, different opinions still exist, especially in connection to distribution of vacuum with depth and time in vertical drains and in soil during preloading of soft ground. Porewater pressure measurements from actual cases of field vacuum and vacuum-fill preloading as well as laboratory studies have been examined. It is concluded that (a) a vacuum magnitude equal to that in the drainage blanket remains constant with depth and time within the vertical drains, (b) as expected, vacuum does not develop at the same rate within the soil at different depths; however, under ideal conditions vacuum is expected to become constant with depth in soil after the end of primary consolidation, and (c) there exists a possibility of internal leakage in vacuum intensity at some sublayers of a soft clay and silt deposit. A case history of vacuum loading with sufficient subsurface information is analyzed using the ILLICON procedure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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