Geotextile tubes are excellent design strategies for both shoreline protection and dewatering of fine materials. A difficulty with regard to designing geotextile tubes is the matching of the appropriate fabric with the site-specific infilled material and the unavailability of a test to determine the soil-geotextile consolidation properties. Existing methods simulate and predict the final tube shape based on the initial and final unit weights of the infill but the time required to reach the final shape or the compatibility of the infill are not being considered. This study proposes an improved hanging bag test to evaluate the compatibility of an infill with the geotextile fabric, and at the same time, to obtain the soil-geotextile consolidation properties. With the obtained consolidation properties, a big prototype simulation was possible, explaining the deformation behavior of the tube in the field. An analytical procedure used in modeling the tube was coupled with the large strain consolidation theory to simulate the filling and dewatering process.

이번 연구의 목적은 시험기의 단부가 압밀중인 시료의 유효응력에 미치는 영향을 연구함에 있다. 압밀중에 시험기 단부와 시료사이의 마찰은 공진주 시험기 시료의 반경 및 접선방향의 유효응력을 감소시킨다. 하지만, 시료의 유효응력을 측정하는 것은 실용적이지 않다. 압밀중 시험기 시료 유효응력 상태를 평가하기 위해 두 가지 접근이 이루어졌다. 첫째, 응력상태를 추측하기 위해 신중하게 조절된 간극비와 응력이력을 가진 시료의 최대 전단 탄성계수가 측정되었다. 둘째, 여러 가지 시료 정수가 압밀중 시험기 시료의 응력상태에 미치는 영향을 분석하기 위해 유한요소법이 수행되었다. 이러한 실험 결과와 분석적 기법결과를 종합해서 압밀중 공진주 시험시료에서의 평균주응력을 예측하는 해석적 예제를 수행하였다.

투수계수는 지반의 안정성 평가에 중요한 인자로 사용되며, 다양한 실험방법을 통해 유추되고 있다. 본 연구는 기존 방법 외에 물리탐사 기법 중에 하나인 탄성파 속도로 투수계수를 산정할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 탄성파 속도를 이용한 투수계수는 기존에 활용되고 있는 Hazen과 Kozeny-Carman 방정식을 이용하였으며, 각각의 수식에 대입되는 입력변수는 문헌값을 선택하였다. 기존방법과 탄성파 속도를 함께 측정 후 결과값을 비교하기 위하여 탄성파 센서가 장착된 새로운 압밀셀(oedometer)을 활용하였다. 새로운 압밀셀은 탄성파 센서가 추가로 장착되어 기존 압밀셀보다 직경은 확장되었지만 시료 직경 대 높이 비율을 2.5로 고정하여 ASTM에서 추천하고 있는 비율을 만족시켰다. 시료는 원형성이 높은 글라스비즈를 선행적으로 선택하였으며, 측정 데이터의 신뢰성을 확보한 후 주문진사와 점토도 함께 적용하였다. 압밀실험 결과 하중이 증가함에 따라 시료의 침하량은 감소하였으며 탄성파 속도는 증가하는 것으로 나타났다. 탄성파 속도는 일반적으로 입자의 접촉면에 의존하므로 재하 응력이 증가할수록 접촉면적이 커져 그 값이 크게 나타난 것으로 판단된다. 압밀실험에 의해 도출된 투수계수와 탄성파 속도를 도출된 투수계수 값을 비교하였으며, 그 결과 거의 유사한 값을 보이는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구는 물리탐사기법을 활용하여 지반의 설계상수를 도출한 것에 의의가 크며, 추후 다양한 조건을 변화하여 현장의 적용성을 극대화 시키고자 한다.