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Suction Drain Method(SDM)에서 진공압 적용기간에 따른 개량효과에 관한 기초적 연구

Title
Suction Drain Method(SDM)에서 진공압 적용기간에 따른 개량효과에 관한 기초적 연구
Other Titles
A study on the Efficacy of Ground Improvement by the Duration SDM Application
Author
이상일
Alternative Author(s)
Lee, Sang-Il
Advisor(s)
김수삼
Issue Date
2007-02
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
진공압밀공법은 기존 선행재하공법의 단점을 보완한 공법으로써 진공압 재하시 전단파괴의 위험성이 없으며 불필요한 성토하중을 줄이거나 신속한 배수를 통해 시공기간을 단축하여 경제성 있는 시공을 할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 진공압밀공법의 장점에도 불구하고 진공압밀공법을 연약지반 개량공법으로 이용하는 데는 많은 문제가 남아있다. 본 논문에서 적용한 Suction Drain Method 또한 기존 진공압밀공법의 단점을 보완할 수 있는 공법이지만, 국내 적용사례가 없고 그에 대한 타당성에 대한 연구가 미흡한 상태이다. 또한 진공압 적용방법 및 개량기간은 지반의 개량정도를 결정할 수 있는 중요한 영향요소로 작용한다. 따라서 본 논문은 Suction Drain Method에서 진공압 적용기간에 따른 개량효과를 파악해보고자 하였다. 본 실험은 미리 선정된 배수재를 사용하였고, 직경 50cm, 높이 50cm의 원통형 실험기를 이용하여 Pilot Scale Column Test를 실시하였다. 먼저 단일 진공압에 의한 적용기간 산정 실험(Test-1)에서는 4, 8, 12, 16, 20일로 적용기간을 변화시켜 진공압에 따른 개량된 지반의 침하량을 측정하였으며 실험 종료 후 콘관입시값과 함수비, 압밀도를 이용하여 개략적인 적용기간을 산정하였다. 그리고 Test-1의 결과를 바탕으로 단계 진공압에 의한 적용기간 산정 실험(Test-2)에서는 7가지의 단계 진공압을 적용시켜 실험을 실시하였으며, 적용기간에 따른 콘관입치와 함수비의 결과에 따라 적합한 개량기간을 산정하였다. 또한 Model Test를 실시하여, 적용기간에 따라 진공압밀공법 적용시 발생되는 경화영역에 대해 알아보았다. 단일 진공압에 의한 적용기간 산정 실험 결과, 적용기간이 증가함에 따라 침하량은 점차 증가하는 경향을 나타냈으며, 16일을 적용한 이후에는 침하량의 증가가 감소하며 점차 수렴하는 것으로 나타났다. 또한 배수재로부터의 거리에 따라 발생된 강도분포를 가해준 진공압으로 정규화한 강도증가비(Cu/P)는 12일 이후로는 동일한 경향을 나타내었다. 따라서 실내실험에서의 적용 기간은 16~20일 사이로 산정하는 것이 효율적이라고 판단된다. 단계 진공압에 의한 적용기간 산정 실험 결과, 최대 진공압(-0.8kg/㎠)으로 빠른 기간 내에 단계 진공압을 올려준 Case 1의 경우 가장 큰 콘저항치의 증가와 함수비 감소를 나타냈으며 최대 0.5㎤/hour의 배수속도를 나타내었다. 또한 경화영역을 알아보기 위한 Model Test 결과, 각 Case에서의 경화영역은 모두 비슷한 경향을 나타냈으며 전반적으로 상부층에서 배수재를 중심으로 반경 10cm 내외, 하부층에서 반경 15cm 내외에서 콘저항치와 함수비의 등곡선의 변화가 크게 나타났다. 이들 결과에서, 함수비가 감소되며 콘저항치가 급격하게 증가하는 변화하는 경향이 나타나는 점으로 보아 배수재로부터 반경 10~15cm에서 진공압에 따른 경화영역의 발생한 것으로 판단된다.
The Suction Drain Method used in this paper is a method that could complement the weakness of the currently used Vacuum Consolidation Method, although the method has not yet been plasticized domestically and propriety of the research is still in its early stage. In addition, method for application and duration for improvement on Vacuum Pressure is the most crucial factor in determining the degree of ground improvement. Therefore, this paper will examine the impact of duration for application on vacuum pressure has on the efficacy of ground improvement within the Suction Drain Method. A single experiment on duration for improvement on vacuum pressure showed that as the duration for improvement increases, so does the settlement, and after applying for more than 16 days the increase in settlement started to reduce and converge. In addition, the normalized ratio of the strength increase (Cu/P) coming from the vacuum pressure added by the strength distribution from the distance of the drain showed a similar tendency after 12 days. Therefore, 12 to 14 days is found to be an efficient duration for application for indoor experiments. Experiment of application for duration on vacuum pressure showed that the largest increase in the cone resistance ratio and functional ratio decrease resulted from increasing the step vacuum pressure rapidly using the largest vacuum pressure (-0.8kg/㎠), showing a largest drainage rate at 0.5㎤/hour. Moreover, in a Model Test checking the hardening zone, all cases showed similar tendencies and in large showed a big change in the cone resistance ratio and functional ratio from the 10cm radius with the drain at the core at the upper side and 15cm radius at the lower side. The results show that the hardening zone has resulted from the vacuum pressure within the 10cm~15cm radius from the drain, since as the functional ratio decreases the cone resistance ratio increases rapidly.
URI
https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/149540http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000405557
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