혼합토 (Bottom Ash + 해안준설토) 비회 Fly Ash : 입자가 작고, 재활용 시 투수계수가 작아 환경적인 문제가 되지 않음. 저회 Bottom Ash : 입자가 크고 투수계수도 크다. 재활용 시 환경 문제가 대두. 자중압밀에 효과적. 침출수 수질분석을 통해 오염도 확인 필요. 배를 이용한 운반 가능. 경제성 확보 가능.
산업부산물 사용에 대한 환경적인 요구. 콘크리트 혼화재로 사용.
준설매립 - 준설초기 Pond 내부(가토제로 둘러싸인) 물과 혼합물의 슬러리 상태로 펌핑. (함수비 500~2000%) - 고함수비의 점토질 흙 - 자중 침하 시작 : 시간이 오래 걸림. 안정화 평탄화 문제 발생 -> 혼합토에 대한 요구사항. - 응집체(floc) 형성. 침강퇴적->자중압밀->체적감소 (Floc stage -> Setting stage -> Consolidation stage) - 가까운 지역에 조립토, 먼 지역에 세립토 - 점토광물 SiO4. 염분증가시 물속의 양이온과 반응하여 floc 형성이 쉬워짐.
혼합토 사용 - 입도 양호 - 수평압밀계수, 투수계수, 전단강도 개선 (압밀에서 꼭 써먹을 단어) - 자중압밀효과 증대 - 선형압밀이론 적용이 어려움. (변형이 큰 준설매립 압밀) - Terzaghi 의 압밀계수(투수계수, 체적변화계수) 말고 간극비/투수계수/비선형적인 유효응력-간극비 관계 고려 필요. -> 추가 연구 및 이론 정립 필요.
자중압밀 - 침강곡선에서 침강속도가 느려지는 변곡점 : 압밀의 시작점 - log t – log H 곡선
등방성 (Isotropy) : 수직, 수평방향으로 같은 물질의 성질, 변형률을 갖는 경우를 말함. 대기압 공법. 물. - 지중응력의 탄성해석에서 적용되는 가정사항.
이방성 (Anisotropy) : (=비등방성) 방향에 따라 물질의 성질과 변형률 등의 특성이 달라지는 경우를 말함. 수평토압계수, 수직토압계수. - 투수계수 : 수평이 크다. 여러층의 투수계수 산출방법 식. (수평 : 단순 나누기, 수직 : 나눠서 나누기) - 토압 : 수평/수직토압 다름 (Ko 곱해줌. 삼축압축시험) - 압밀계수 : 수평이 수직보다 4~5배 크다. 교란에 의해 수평 압밀이 줄어들 수 있어 그에 따른 보정으로 Cv 를 동일적용. - 물과 흙은 서로 등방과 이방으로 다르나, 토압을 계산할 때는 가정으로 동일하게 적용하는 경우에 대한 해석 조건 공유가 필요하다. - 고유이방성 (inherent anisotropy, 흙 자체가 가지고 있는 입자배열 등의 성질), 유도이방성 (stress-induced, 하중/응력 변화에 의해 발생되는, 일정 응력이상이 재하된 후에 보통 나타나는 이방성)
삼축압축 : 구속압력 (등방압밀(K=1.0) CIU, Ko 이방압밀 CAU), OCR = 2 로 Ko 제하 (선행하중의 반만큼이 될 때까지 제하한다는 의미)
지중 응력의 기본 조건 : 연직응력은 흙의 무게(유효응력)로 보고, 수평응력은 정지토압계수를 고려한다.
하중 종류에 따른 계산 (Boussinesq’s equation) 1. 집중 : 3QZ^3 / (2 pi R^5) = q 로도 적을 수 있음. (영향계수) 깊이의 제곱에 반비례한다. (그래프) 하중 중심에서 멀어질수록 연직응력 증가량은 감소.
해당 지점 바로 밑 : I = 0.4775
떨어진 곳에서는 무조건 반비례는 아니고, 영향계수가 극대화되는 지점까지 상승한 후 줄어든다.
2. 등분포 : q Ic 3. 2:1 간편법 : Q/(B+z)(L+z). 연직방향 힘이 평형하다는 조건. 4. Pressure bulb : 영향범위 2B, 4B 0.1q 가 되는 지점까지 원을 작성.
Pressure bulb (=Isobar) 압력구근
정사각형 : 2B (0.1 이 되는 부분), 연속기초 : 4B (0.1 이 되는 부분). 연속기초의 지중전달응력이 더 크다. 2차원이니 그렇다고 이해하는 것이 좋다.
Boussinesq - 균등선탄 - 집중하중 P x Ib /z^2
Westergaard - 얇은 탄성층들의 조합 - 집중하중 P x Iw /z^2
r/z = 0, 즉 집중하중과 같은 선상에 있다면, 지중응력 계수가 Iw 가 33% 작음. Boussinesq 가 보수적인 접근. 근접한(얕은) 깊이에서 Ib 가 더 큼.
유선망, 등수두선, 유로를 따라 물의 흐름 동수경사에 따른 파이핑 검토 등 흙막이에서 자주 사용되는 수두차와 수압관련 내용의 근간은 이 2차원 흐름방정식의 가정하에서 출발합니다.
2차원 흐름방정식 (유선망)
1) 가정사항 A. 비압축성 : 흙/물을 비압축성으로 가정 (흐름에 따라 압축이나 팽창이 발생함.) B. 균질성 : 균질함으로 가정 (실제와 달라 지지력 등에서 안전율을 고려함.) C. 등방성 : 모든 방향에 대해 일관성이 있음. D. 모세관 : 모세관 현상이 발생하지 않는다. E. 포화 : 공극이 포화되어 있다. F. DARCY’S LAW : V=ki G. 질량불변의 법칙 (연속성의 법칙) : 유출량과 유입량이 같은 정상상태의 흐름.
라플라스 방정식 : 유입/유출의 합. V=ki, dxdydz=1, Kx=Kz (등방)
2) 2차원 흐름 : 흐름이 평면에서 유선들로 규정될 수 있는 흐름. A. 1차원과 다른 점 : 1차원은 단순한 정수압에 의한 흐름. 방향성 고려됨. B. 포화된 경우. 물의 흐름에 따라 체적변형 발생. 공급없이 빠져나가기만 하면서 체적 감소 : 압밀 (간극비는 변수) C. 간극비, 포화도 일정한 경우 : 정상상태
5) 층류 : 층을 이루어 흐르면서 층이 붕괴되지 않는 흐름. 유선을 따라 흐른다는 가정. Re=VD/v=500 이하 (개수로,. 관수로는 2000, 레이놀즈 수)
6) 정류 : 시간의 흐름에 따라 유량이 일정한 흐름, 부정류 : 시간의 흐름에 따라 유량이 변화하는 흐름 (실제 하찬과 유사, 상사시험에서는 밸브를 통한 유량 조절로 시험.) 부정류 상태에서 최대세굴심도가 큰 값으로 나타나며, 짧은 시간이더라도 강우강도가 큰 호우가 급격한 수위 상승을 유도하는 경우 세굴심도가 더 증가됨을 확인할 수 있다.) Steady / Unsteady 로 표현 함.
잔류토 : 풍화 속도가 중력, 침식, 침하 작용에 의해 제거되는 속도보다 빠를 때 형성된다. 풍화되고 남은 토사. 암류가 풍화되어 Silty Sand, Clayey Sand 로 분해됨. 광물의 성질은 그대로 유지함. 깊을수록 angular 를 포함함. (성질) SM, SC Over Compaction : 다짐 시 파쇄되어 건조밀도가 작아져버림. 투수계수 적당 c=0.1~0.3 으로 성토용으로 적당. 터널에서 forepoling, 강관다단그라우팅, 수발공 등 필요.
