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연약지반의 압밀특성과 역학적 거동특성은 매우 복잡하며, 연약지반의 퇴적기원(지질학적 이력)과 개량시의 개량공법 적용방법에 따라 그 차이가 크다. 따라서 지질학적 생성연대별로 토질특성을 평가하면서 연약지반의 역학적 거동특성을 파악하는 것이 매우 중요하며, 연약층의 심도가 깊고 퇴적기원이 다른 현장에서는 이에 대한 기본적인 연구가 매우 절실하다고 판단된다. 본 연구에서는 부산신항 북컨테이너 터미널 축조공사 구역 중 퇴적기원이 다른 대심도 이층연약지반의 압밀특성과 역학적 거동특성을 파악하고 연구대상지역에 적용될 PBD공법의 수치해석적 분석을 실시하였다. 연구대상지역의 물리적 특성 분석 결과, ...

연약지반의 압밀특성과 역학적 거동특성은 매우 복잡하며, 연약지반의 퇴적기원(지질학적 이력)과 개량시의 개량공법 적용방법에 따라 그 차이가 크다. 따라서 지질학적 생성연대별로 토질특성을 평가하면서 연약지반의 역학적 거동특성을 파악하는 것이 매우 중요하며, 연약층의 심도가 깊고 퇴적기원이 다른 현장에서는 이에 대한 기본적인 연구가 매우 절실하다고 판단된다. 본 연구에서는 부산신항 북컨테이너 터미널 축조공사 구역 중 퇴적기원이 다른 대심도 이층연약지반의 압밀특성과 역학적 거동특성을 파악하고 연구대상지역에 적용될 PBD공법의 수치해석적 분석을 실시하였다. 연구대상지역의 물리적 특성 분석 결과, 점토 함유율․초기간극비․포화단위중량․함수비․비중․연경도 등의 분석에 따르면 대략적으로 30m 부근에서 구별되는 이층연약지반의 특성을 관찰할 수 있었다. 복합 통수능 실험결과, 상재압력의 증가에 따라 침하는 점진적으로 발생하였으며, 상재압력 500kN/m2 이후에는 간극수압의 소산에 따라 압밀침하가 진행되었다. 따라서 재하단계별 침하량의 변화는 간극수압의 소산에 따른 것임을 확인할 수 있었다. 또한, 연직 배수재의 통수능은 압력이 증가할수록 또 시간이 경과함에 따라 현저히 감소함을 알 수 있었다. PBD의 필터부를 절삭하여 SEM 촬영을 실시한 결과, 필터 바깥쪽에는 점토입자가 접착되어 있으나 필터 안쪽에는 점토입자가 거의 없었으며, 특히 이중코어 PBD의 경우 실험시의 육안관찰에서도 배출수에 세립토가 발견되지 않아 통수능의 심각한 저하가 발생할 가능성은 적을 것이라고 판단된다. 스미어 존 실험 결과, 멘드렐의 크기가 큰 것이 작은 것보다 ds/dm 값이 약간 더 작게 계산되어 교란영역이 더 작게 나타났고, 또한 관입속도가 느릴수록 직경비(ds/dm) 값이 감소하므로 멘드렐 관입속도가 느릴수록 지반개량에 유리한 것으로 나타났다. 하지만 그 값이 2.7～3.0으로 나타나 교란영역에 큰 차이는 없을 것으로 보이며, 현장시공시에서는 안전율을 고려해 스미어 존을 멘드렐 직경의 약 3배를 적용함이 합리적일 것으로 판단된다. 수치해석 결과, 단일코아 PBD 개량공법을 적용할 경우 이중코아 PBD 개량공법 적용시에 비해 압밀침하 소요기간이 길어질 뿐만 아니라 상대적으로 지속적이고 상당한 잔류침하 발생으로 인하여 다양한 문제점이 도출될 것으로 판단된다. 따라서 본 연구대상지역과 같은 대심도 연약지반에서의 연약지반 개량공법으로 연직배수재를 타설할 경우 하부 점성토 구간까지 소요의 통수능을 확보할 수 있는 이중코아 PBD를 적용하는 것이 적합할 것으로 사료된다.

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