연직배수재와 압밀이론, 평균압밀도 (Barron, Hansbo, Terzaghi)

1.     Terzaghi 의 가정
일정한 투수계수
일차원해석
비압축성
균질한 토층
포화상태

2.     실제 배수와 압밀의 형태
지반 조건의 비선형성 : 압축성과 투수성이 비선형으로 분포.
이질층의 분포
배수재의 완전관입 불가
Sand Seam
하중재하의 시간별 변화


3.     비선형 압밀모델과 수치해석기법의 필요성
초기 함수비, 간극비가 큼.
압밀 중 변화된 압축성/투수성 고려 필요.
응력-변형률, 변형-투수계수 고려 필요.
Barron 의 연직배수재 압밀 고려시 유효반경비 (n=re/rw), 스미어존 반경비(s=rs/rw) 를 고려한 압밀도 식 고려.
(PVD의 경우 n = 30, S = 2.4)

Barron : 중공원주방사형 압밀이론 제안. Smear Effect, Well Resistance 관련 내용 미포함. 압밀도가 과대평가될 수 있음.

Hansbo : Smear Effect, Well Resistance 내용 포함. 2.5~3.0 D 의 Smear Zone 고려. 실제와 일치하며, 통수능력/투수계수의 감소 등을 고려할 수 있음.

(Smear Effect)
Dw, Dm, Ds의 관계
Smear zone 의 투수계수는 Kh 로 봐도 되나, 연구결과에 따르면 0.5 Kh 로 줄어드는 시험도 보고되고 있음.

(Well resistance 의 영향인자)
-       내적 : 재질, 통수단면적, PBD 자재의 길이
-       외적 : 측압, 변형, 지중온도, 세립자의 이동, 동수구배

환산단면적

배치간격 CTC = 2.0m 정도로 유지



1차, 2차 압밀 구간에서의 압축성의 차이. (간극비 변화의 차이)

4.     수치해석
하중이 깊이에 따라 선형이 아닐 수 있음.
초기조건, 경계조건 설정
유한요소해석, 유한차분해석
다층지반의 비균질성을 모델에 반영. (경계조건 설정)
Rowe Cell 시험 등으로 예측 결과 확인 및 비교.
(시료추출 -> 시료세팅(75mm) -> 수평배수 & 압밀)