• Geomechanics and Engineering
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• 제7권5호
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• pp.525-537
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• 2014

The typical design of ground improvement with prefabricated vertical drains (PVD) and surcharge preloading involves a series of deterministic analyses using averaged or mean soil properties for the various combination of the PVD spacing and surcharge preloading height that would meet the criteria for minimum consolidation time and required degree of consolidation. The optimum design combination is then selected in which the total cost of ground improvement is a minimum. Considering the variability and uncertainties of the soil consolidation parameters, as well as considering the effects of soil disturbance (smear zone) and drain resistance in the analysis, this study presents a stochastic cost optimization of ground improvement with PVD and surcharge preloading. Direct Monte Carlo (MC) simulation and importance sampling (IS) technique is used in the stochastic analysis by limiting the sampled random soil parameters within the range from a minimum to maximum value while considering their statistical distribution. The method has been verified in a case study of PVD improved ground with preloading, in which average results of the stochastic analysis showed a good agreement with field monitoring data.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권5호
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• pp.79-88
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• 1996

진공압밀공법은 성토재하압밀공법과는 달리 성토재료가 불필요하며, 급격한 재하에 의한 전단 파괴에 대한 위험이 없다는 공법원리상의 장점을 지니고 있으나, 시공상의 어려움으로 국내외적으로 활발하게 적용되지는 않았다. 그러나 최근들어 진공막 설치기술 및 강력한 진공펌프등의 등장으로 시공기술이 발전되면서 진공압밀공법은 미국, 유럽, 일주등지에서 적극적으로 활용되기 시작했고, 국내에서도 광양, 김해등지의 연약지반에 개량공법으로 적용된바 있다. 일반적으로 진공에 의한 부압을 가상성토하중으로 환산하고 이를 압밀이론에 적용하여 진공압밀시의 지반 거동을 예측하고 있다. 그러나 진공압을 가상성토하중으로 모델링할 경우 진공압밀공법적용시 지반내 전응력변화없이 유효응력만이 증가하는 현상을 적절히 모델링 할 수 없다. 즉 진공압에 대한 가상성토하중 모델링은 지반거동에 중요한 영향을 미치는 응력 경로를 실제와는 달리 고려하게 된다. 진공압 가상성토하중 모델링(model 1)의 적합성을 검토하기 위하여, 김해지역의 하수처리장 부지조성을 위하여 진공압밀공법이 적용된 지반에 대한 예측을 수행하였다. 일반적으로 Model 1은 진공압밀하에서의 지반침하에 대하여서는 합리적으로 예측할 수 있으나 진공부압 을 가상성토하중으로 가정하기 때문에 과잉간극수압의 크기 및 소산양상을 예측하는데는 적용 할 수 없다는 단점이 있다. 본 연구에서는 진공압밀하에서의 실제와 같이 지반의 응력경로를 고려할 수 있도록, 진공에 의한 부압을 지표면 수압의 경계 치로서 모델링(model 2)하는 해석기법을 제안하였다. 현장계측치와 비교결과, Model 2는 압밀 침하량 및 침하시간뿐 아니라 과잉 간극 수압의 크기 및 소산양상 등 진공압밀하에서의 실 지반거동이 매우 유사하게 예측되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제3권1호
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• pp.7-24
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• 1987

울산만 북서측 임해지역체 발달된 연약해성점토를 개양하기 위하려 선행대중과 Wick Drain공법의 병용공법이 적용되었다. 상기 공법의 적용에 따른 연약해성점토의 거동 및 강침특성을 요명하여, 안전하고 신속하게 시공을 실시하기 위하여 현장계측에 의한 공학적인 시공관리를 실시하였다. 본 고는 연약해성점토를 개량하기 위하여 적용한 선행하중과 Wick Drain공법의 설계, 시공 및 안전관리방법을 수록하고 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권6호
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• pp.963-975
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• 2017

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.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5C호
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• pp.155-162
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• 2011

연약 지반 개량 현장의 효율적 시공 관리를 위해 침하 계측 자료를 이용한 정확한 향후 침하 거동 예측은 매우 중요하다. 현재 침하 예측을 위해 침하 계측 자료를 이용한 침하 예측 방법들이 널리 활용되고 있으나, 이러한 방법들은 일정 성토고 조건에서만 적용이 가능하며, 실제 현장처럼 계측 결과에 따라 지속적인 성토 변화가 발생하는 경우 적용이 매우 어렵다. 본 연구에서는 성토 조건의 변화를 고려한 침하량 예측을 위해 침하 계측 자료를 이용한 침하 예측 결과와 복잡한 현장 조건을 단순화하기 위한 가정 조건을 기반으로 간단한 역해석을 통해 향후 침하량을 이론적으로 예측할 수 있는 기법을 제안하였다. 대형 압밀 시험 결과, 유한 차분 해석 결과, 현장 침하 계측 자료에 제안 방법을 적용한 결과, 제안 방법이 하중의 재제하 등 다양한 성토 변화 조건에서 침하 거동을 신뢰성 있게 모사하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.287-294
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• 2009

석션드레인공법은 지반 내 배수재를 타설하고 진공압을 배수재에 직접 가해 전응력이 일정한 상태에서 간극수를 배출하여 유효응력을 증가시키고 이로 인해 전응력의 변화 없이 강도를 증진하고 압밀 촉진을 유도하는 새로운 연약지반 개량 공법이다. 본 논문에서는 서해안 해성 점성토 지반에 적용된 석션드레인공법의 시공 사례를 제시하였다. 석션드레인공법이 적용된 지반의 개량효과를 확인하기 위해 현장 계측과 실내시험 결과를 분석하였으며, 수치해석을 통해 설계치와 실측치를 비교하였다. 석션드레인공법과 기존 성토재하공법의 침하량 비교결과 기존 성토재하공법을 대체할 수 있는 침하거동이 발생함을 확인 하였다. 현장 계측 및 실내시험을 통해 지반개량 효과를 분석한 결과 석션드레인공법 적용 지반의 침하량이 2.3배 더 크게 발생함을 확인하였으며, 개량 후 비배수 전단강도는 약 300~400% 증가하였다. 또한 함수비는 약 30% 감소하였으며, 선행압밀하중은 약 $0.52kgf/cm^2$ 정도가 증가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5C호
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• pp.201-208
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• 2010

본 연구에서는 대심도 연약지반 개량에 많이 사용되고 있는 성토재하공법과 대기압재하방식 진공압밀공법의 현장계측자료를 분석하여 하중재하방식에 따른 지반의 침하거동 차이를 분석하였다. 이를 위해 준설토로 매립된 초연약지반인 ${\bigcirc}{\bigcirc}$지역 항만부지 축조공사의 현장계측 자료를 이용하였으며, 진공압밀공법 적용구간과 성토재하공법 적용구간에서의 계측결과를 비교하여 진공압밀공법이 적용된 지역의 압밀특성을 분석하였다. 이에 잔류침하량 도달까지의 재하시간을 분석한 결과, 진공압밀공법 구간이 성토재하공법 구간보다 45% 정도 빠르게 허용 침하량에 도달하는 것으로 나타났다. 이는 진공압밀시 등방압밀 효과로 인하여 전단파괴 없이 일시에 하중재하가 가능하기 때문에 이러한 하중재하 기간의 차이가 허용침하량 도달시간을 단축시킨 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.1256-1263
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• 2010

Suction Drain Method is soft ground improvement technique, in which a vacuum pressure can be directly applied to the Vertical Drain Board to promote consolidation and strengthening the soft ground. This method does not require a surcharge load, different to embankment or Preloading Method. In this study, ground improvement efficiency of suction drain method was estimated when duplex loading pressure with vacuum and pressure. During suction drain method process, surface settlement and pore pressure were monitored, and cone resistance test as well as water content were also measured after the completion of Suction Drain Method treatment.

• 토지주택연구
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• 제2권2호
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• pp.163-170
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• 2011

개별진공압공법은 지반에 타설된 연직배수재에 진공압을 직접 가하여 간극수를 배출하여 일정한 전응력 상태에서 유효응력이 증가함에 따라 압밀을 촉진 시키는 공법이다. 연약지반 개량에 일반적으로 사용되는 공법인 성토재하공법(preloading)과는 다르게 성토하중이 필요로 하지 않기 때문에 성토재료의 확보 문제와 지반의 국부적인 전단파괴에 대해 이점을 가지고 있다. 또한 기존의 진공압밀 공법에서의 문제점인 펌프효율의 감소, 고가의 기밀시트에 소요되는 비용, 그리고 기밀시트의 잦은 파손의 문제 등을 직접적으로 배수재에 진공압을 가함으로서 개선시킨 공법이다. 그러나 개별진 공압공법은 직접 고압의 진공압을 직접 배수재에 가함으로써 배수재 주변의 투수계수가 감소하며 경화되는 영역(hardening zone)과 필터재료의 막힘현상(clogging)에 의해서 간극수의 배출이 줄어들게 되어 지반개량의 효율이 크게 감소하게 된다. 따라서 본 연구에서는 높은 지반개량 효과를 얻을 수 있는 진공압의 적용기간을 찾기 위해서 단계진공압(-20, -40, -60, -80KPa) 적용기간을 각각 다르게 적용하였다. 실험을 진행하는 동안 각 조건에 따라 개량 시간에 따른 침하량을 측정하였으며, 실험 종료 후 최종침하량, 함수비, 콘저항치를 측정하였다. 파악된 데이터를 비교/분석하여 개별진공압공법에 적합한 단계진공압 적용기간을 도출한 후 수치해석을 실시하여 제안된 단계진공압 적용에 따른 침하량을 예측하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권10호
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• pp.83-91
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• 2008

현장계측 자료를 이용하여 연약지반의 향후 침하거동을 예측하는 기존의 방법들은 모두 즉시재하 조건을 가정하고 개발된 방법으로써 실제로는 연약지반의 안정성 등을 고려하여 점증재하가 이루어지는 현장에 적용하기에는 많은 제약이 있다. 본 연구에서는 연약층의 두께, 성토하중 크기, 선행압밀하중, 배수거리, 성토속도 등의 다양한 영향인자를 고려하였으며 점증재하가 완료된 이후의 지반개량 기간에도 지속적으로 예측 정확도를 높일 수 있는 계측기반 침하거동 예측기법을 개발하였다. 점증재하 과정에서의 예측방법과 성토완료 이후의 예측방법이 개발되었으며, 성토 완료 이후의 예측방법은 기하학적 보정을 이용한 정확도 향상기법과 확률론적 보정을 이용한 정확도 향상기법 두 가지를 제안하였다. 대형압밀시험 결과를 이용한 예측기법의 적용성 검증 결과, 기존의 예측기법을 적용할 수 없는 점증재하 초기에도 비교적 적은 데이터를 이용하여 상당히 높은 정확도를 가지고 침하거동을 예측할 수 있었다. 또한, 성토완료이후에도 기존 예측기법과 제안된 방법의 비교, 분석 결과 최종침하량과 RMSE에서 모두 제안된 방법이 기존의 예측기법에 비하여 우수한 예측결과를 보였다.