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문제 정의
- 는 임의의 시간에서 방사방향 평균압밀도를 의미한다. 본 논문에서는 Morris(2002)의 압밀이론해와 PSDDF 해석결과를 연직방향 평균압밀도로, Barron(1948)의 압밀이론해를 방사방향 평균압밀도로 적용한, 비연계해석을 통한 방사방향 흐름을 고려한 비선형 유한변형 압밀거동을 검토하였다.
- 본 연구에서는 초연약 준설매립지반의 자중압밀 이전에서 연직배수재 타설에 따른 연직방향과 방사방향 자중압밀을 모두 고려할 수 있는 비선형 유한변형 압밀거동 해석 방법을 제시하고 일련의 실내시험 및 수치해석을 통하여 이를 검증하였다.
- 초연약 준설매립토의 시간에 따른 압밀침하량과 압밀속도의 정확한 예측은 준설매립지반 개량공사에서 매우 중요한 요소이다. 이러한 준설매립토의 압밀을 촉진하기 위해 연직배수공법을 적용하는데, 이는 연직배수재의 방사방향 압밀을 유도함으로서 전체 압밀 소요시간을 단축하는 목적을 갖는다. 보통 준설매립지반의 자중압밀 완료는 매립지반의 두께에 따라 몇 년이 소요될 수 있기 때문에, 실제 현장에서의 연직배수재는 준설매립토의 자중압밀이 완료되기 전에 시공되는 것이 일반적이다.
가설 설정
- Barron(1948)은 다음과 같은 가정을 기초로 하여 방사방향 압밀해를 제시하였다. (1) 초기에 모든 연직하중은 과잉간극수압을 발생시킨다. 즉, 점토층은 포화상태이다.
- 1m 이상의 두께를 갖는 현장 준설매립 지반에서의 방사방향을 고려한 자중압밀 거동을 예측하기 위하여 준설매립지반의 두께를 5m, 10m로 가정하여 Carillo(1942)의 이론해로 구한 시간에 따른 압밀도를 산정하였다. 그림 6～그림 8은 각각 준설매립지반의 두께가 1m, 5m, 10m인 경우 시간에 따른 이론해를 나타낸다.
- PSDDF 해석 결과를 적용한 Carillo의 압밀이론해를 이용하여 준설매립된 두께가 10m, 20m인 대심도준설매립지반 경우에 대한 방사방향을 고려한 자중압밀거동을 예측하였다. 또한, 연직배수재의 설치시기를 준설매립지반의 자중 압밀도가 10%, 30%, 50%, 70%, 90% 일 때로 가정하였다. 그림 11～그림 15는 준설매립지반의 두께가 10m, 20m인 경우에 대해 연직배수재의 설치시기에 따른 준설매립지반의 압밀도 그래프이다.
- 는 점토층의 압축계수를 의미한다. 본 연구에서는 자중압밀 도중에 점토가 층상으로 배열하지 않고 균등하게 분포한다고 보고, 연직방향 압밀계수(cv)와 방사방향 압밀계수(ch)가 동일하다고 가정하였다.
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