웰 저항과 스미어존

개념 정의

연직배수공에서 압밀을 늦추는 요인은 웰 저항과 스미어존이다.

웰 저항은 배수재 내부의 통수 저항이고, 스미어존은 주변 흙이 교란된 영역이다.

두 현상은 원인과 위치가 다르지만 모두 압밀 속도를 떨어뜨린다.

웰 저항의 원리

배수재는 점성토의 간극수를 모아 수평 배수층으로 빼내는 통로다.

하지만 배수재 자체가 유한한 투수성을 가져 내부에서 수두 손실이 생긴다.

이 내부 손실이 웰 저항이며, 배수재 길이와 배출유량이 클수록 커진다.

웰 저항이 있으면 실제 압밀은 이론보다 늦게 끝날 수 있다.

스미어존의 형성

앞 문제 정답은 배수재 내부의 유한한 투수성이다.

스미어존은 배수재를 설치할 때 주변 점토가 교란되어 생기는 영역이다.

맨드렐이 흙을 밀어 넣으면 구조가 흐트러져 수평 투수계수가 작아진다.

교란 범위는 맨드렐 직경과 타입 방식에 따라 달라서 조건과 함께 제시해야 한다.

두 현상의 비교

두 현상은 원인과 위치가 달라서 답안에서 따로 구분해 써야 한다.

웰 저항은 배수재 자체의 성질에서, 스미어존은 시공 과정에서 생긴다.

대책도 각각 제시한다. 웰 저항은 통수능력이 큰 배수재로, 스미어존은 맨드렐 단면 축소로 줄인다.

깊은 심도에서는 배출유량이 커서 웰 저항의 영향이 더 크게 나타난다.

계산 예제

이 계산은 가상의 조건으로 웰 저항의 영향을 확인하는 예제다.

배수재 간격 1.2m에서 등가 직경은 1.26m이고, 웰 저항을 무시하면 압밀 시간은 약 1.35년이다.

웰 저항 효과를 20%로 가정하면 유효 수평 압밀계수는 0.8배가 되어 시간은 약 1.69년이다.

압밀 시간이 약 0.34년 늘어난다. 실제 설계에서는 교란 영역의 투수계수 감소율도 함께 넣어 해석한다.

정리

웰 저항은 배수재 내부의 통수 저항이고, 스미어존은 주변 흙의 교란이다.

두 효과는 원인과 위치가 다르므로 구분해 쓰고 각각 대책을 제시한다.

설계에서는 쌍곡선법 등으로 현장 계측값과 대조해 역해석한다.

시험에서는 정의, 발생 원인, 영향인자, 압밀 영향, 추정 방법을 묻는 형식이 반복된다.