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실내압밀시험과 GIS 기법을 이용한 대규모 매립지역의 장기침하량 예측
A Prediction of Long-Term Settlement in Large Reclamated Sites Using Laboratory Consolidation Tests and GIS Techniques 원문보기

한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, v.7 no.3, 2006년, pp.5 - 19  

박사원 (홍익대학교 토목공학과) ,  김홍택 (홍익대학교 토목공학과) ,  박성원 (유신코퍼레이션 지반공학부) ,  백승철 (안동대학교 토목공학과) ,  박상권 (홍익대학교 토목공학과)

초록
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연약 점토지반에서의 2차 압밀침하량은 일반적으로 전체 압밀침하량에 비해 미소하고 2차 압밀까지의 종료시간도 상당히 길기 때문에 이를 무시하는 경우가 많으나 유기질 또는 고압축성의 점토에서는 비교적 큰 침하량이 발생하기 때문에 중요한 공학적 요소로 간주된다. 이러한, 준설매립지반의 잔류침하량을 저감시키기 위해선 선행재하공법(preloading)이 주로 적용된다. 본 연구에서는 대규모 매립지역의 장기침하량을 보다 합리적으로 결정하기 위하여 실내에서 단계재하 압밀시험 및 surcharging 압밀시험 등을 수행하였다. 서해안(인천) 및 남해안(광양) 일대의 대규모 준설매립지역에서 시료를 채취했으며, 이 지역내 준설점토의 2차 압밀특성치들을 실험으로 규명하여 장기침하량 예측에 필요한 기초자료로 활용하였다. 또한, 지리정보체계(geographic information system, 이하 GIS)의 위치정보(수치지도)에 지반정보(속성자료)를 접목시켜 해당지역의 자료를 D/B화 한 후, GIS의 연산기능 및 공간추정 기능 등을 활용함으로써 대규모 준설매립지역의 2차 압밀침하량을 예측하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The secondary consolidation settlement of soft clay is generally very little compared to the total settlement and occurs very slowly during long-term period. However the secondary consolidation settlement is comparatively large amount in organic and heavily compressed clay and is a very important en...

주제어

#2차압밀침하량   #단계재하압밀시험   #Surcharging 압밀시험   #지리정보체계  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 실제 현장에서 성토하중을 재하하고 단계적으로 제거하는 경우의 연약지반의 거동특성을 모사하기 위해 단계재하 압밀시험과 surcharging 압밀시험 등을 수행하여 C '' α / C α- t / t l 관계 및 t l / t pr- R ' s의 관계를 규명하고자 한다. 인천국제공항 일대(서해안)와 최근 개발이 활발히 이루어지고 있는 광양항 일대(남해안) 의 대규모 준설매립지를 대상으로 하여 기본 역학 시험, 물성시험 및 실내압밀시험 등을 수행하고, 이 결과들을 정리하여 2차 압밀침하량 예측을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
  • 아울러, 본 연구에서는 지리정보체계의 위치정보에 지반정보(속성자료)를 접목시켜 해당지역의 자료를 D/B화 하였다. GIS의 연산기능 및 공간추정 기능(크리깅 기법) 등을 활용함으로써 한정된 조사자료나 실내압밀시험결과를 토대로 대규모 준설매립지역의 2차 압밀침하량을 보다 효과적으로 예측하고자 하였다.
  • 그러나, 대규모 매립지 조사에는 많은 비용과 시간, 인력이 소요되므로 경제적, 시간적 제약이 따르며 장기침하량 예측에도 상당한 어려움이 따른다. 본 연구에서는 대규모 매립지역의 2차 압밀침하량을 보다 합리적으로 결정하기 위하여 실내에서 단계 재하 압밀시험 및 surcharging 압밀시험 등을 수행하였다. 대상지역은 서해안(인천공항) 및 남해안(광양항) 일대의 대규모 매립지를 선정하였으며, 이 지역내 준설점토의 2차 압밀특성치들을 실험으로 얻어내어 장기침하량 예측에 필요한 기초자료로 활용하였다.
  • GIS란 공간상 위치를 점유하는 지리자료(geographic data)와 이에 관련된 속성자료(attribute data)를 통합하여 처리하는 정보시스템으로써, 다양한 형태의 지리 정보를 효율적으로 수집, 저장, 갱신, 처리, 분석, 출력하기 위해 이용되는 하드웨어, 소프트웨어, 지리자료, 인적자원의 총체적 조직체라고 정의할 수 있다. 본 연구에서는 서해안 인천지역 및 남해안 광양항 지역의 속성자료 및 위치자료 등을 GIS 기법과 연계하여 대규모 매립지역의 2차 압밀 침하량을 광역적으로 예측하기 위한 기법을 제안하였다. 본 연구에서 적용한 GIS 기법에 대한 개요도는 그림 4와 같다.
  • 연구에서는 준설매립지 내에서 성토하중에 따른 재하-제하시 점토의 2차 압밀거동 특성을 알아보기 위해 단계재하 압밀시험과 surcharging 압 밀시험을 수행하였다. 각 시험에 대해 하중조건 및 특징을 요약ㆍ정리하면 표 3과 같다.
  • 의 관계를 규명하고자 한다. 인천국제공항 일대(서해안)와 최근 개발이 활발히 이루어지고 있는 광양항 일대(남해안) 의 대규모 준설매립지를 대상으로 하여 기본 역학 시험, 물성시험 및 실내압밀시험 등을 수행하고, 이 결과들을 정리하여 2차 압밀침하량 예측을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

가설 설정

  • 2차 압밀침하량은 산정하는 방법에 따라 가정 A(Hypothesis A)와 가정 B(Hypothesis B)로 나뉘어 진다(Ladd 등, 1977 ; 김윤태, 2005). 가정 A에서는 1차 압밀이 끝난 후에 2차 압밀이 일어난다고 가정하고, 1차 압밀과 2차 압밀을 구분하여 침하량을 개별적으로 산정한다. Mesri와 Choi(1985)는 1차 압밀 종료시(end of primary consolidation, EOP)의 변형은 유일하다고 보고하였다.
  • 즉, 크리프는 과잉간극수압이 완전히 소산된 후에만 유발된다고 가정하고, Cα / Cc 의 比는 주어진 점토에 대하여 일정하다고 생각하였다. 반면, 가정 B에서 2차 압밀은 1차압밀과 관계없이 압밀 전체과정 동안에 일어난다고 가정하여 압밀침하량을 계산한다. EOP 응력변형률 곡선은 시료두께에 의존하고 1차 압밀 동안에도 크리프 변형이 유발된다.
  • Mesri와 Choi(1985)는 1차 압밀 종료시(end of primary consolidation, EOP)의 변형은 유일하다고 보고하였다. 즉, 크리프는 과잉간극수압이 완전히 소산된 후에만 유발된다고 가정하고, Cα / Cc 의 比는 주어진 점토에 대하여 일정하다고 생각하였다. 반면, 가정 B에서 2차 압밀은 1차압밀과 관계없이 압밀 전체과정 동안에 일어난다고 가정하여 압밀침하량을 계산한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
남해안 지역에 위치한 광양항 동측배후단지 2단계 구간의 지층 구분은 어떻게 구성되어 있는가? 5m(준설점토+원지반점토) 두께로 분포되어 있고 illite 계통의 고소성 점토광물로 구성된 해성점토층이 주를 이루고 있다. 지층구분은 상부로부터 준설점토, 원지반점토, 퇴적층, 풍화토층, 풍화암층 및 암반으로 구성되어 있으며, 물리․역학적 특성은 표 2에 요약ㆍ정리되어 있다.
준설매립지반의 잔류침하량을 저감시키기 위해 주로 적용되는 공법은 무엇인가? 연약 점토지반에서의 2차 압밀침하량은 일반적으로 전체 압밀침하량에 비해 미소하고 2차 압밀까지의 종료시간도 상당히 길기 때문에 이를 무시하는 경우가 많으나 유기질 또는 고압축성의 점토에서는 비교적 큰 침하량이 발생하기 때문에 중요한 공학적 요소로 간주된다. 이러한, 준설매립지반의 잔류침하량을 저감시키기 위해선 선행재하공법(preloading)이 주로 적용된다. 본 연구에서는 대규모 매립지역의 장기침하량을 보다 합리적으로 결정하기 위하여 실내에서 단계재하 압밀시험 및 surcharging 압밀시험 등을 수행하였다.
연약 지반 처리를 위해서는 어떤 조사들이 수행되는가? 해안매립지는 대부분 연약지반으로 구조물 건설 전에 적절한 연약지반 처리가 필요하다. 연약 지반 처리를 위해서는 사전조사에 의한 지반조사와 실내시험이 수행되고 시공 중에도 동일한 방법의 조사가 필요하며 시공 후에는 품질관리 및 기술자료로 이용을 위한 사후조사 등이 수행된다. 그러나, 대규모 매립지 조사에는 많은 비용과 시간, 인력이 소요되므로 경제적, 시간적 제약이 따르며 장기침하량 예측에도 상당한 어려움이 따른다.
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