와 각주파수에 의한 원천항내 전단응력 성분의 변화로 인하여 진행파만의 잔류간극수압과는 상이한 결과를 나타내게 된다.
Fig. 4.3. Residual pore-water pressure head obtained from Eq.(4.41) presented by Jeng & Seymour(2007) for deep soil thickness.
Table 4.1. Wave and soil conditions(Cheng et al., 2001).
Waves and soil conditions Values Waves and soil conditions Values
wave period 1.76 porosity ′ 0.46
wave height 0.22 shear modulus 5,600
water depth 0.5 permeability 4.0×
soil thickness 0.088, 0.84, 1.73 compressibility of pore-water 0 Poisson’s ratio 0.49 unit weight of soil 18,306 unit weight of water
9,806 coefficient of lateral
earth pressure 0.4
consolidation coefficient
1.157× 0.246
-0.165
그림으로부터 모든 두께의 토층에서 해저지반내 연직깊이가 깊어질수록 잔류간극수압이 증가하고, 해저불 투수층에서 잔류간극수압의 기울기가 0으로 주어지며, 셋 해석결과에서 연직깊이의 변화에 따른 잔류간극수 압의 변화특성이 완전히 일치하므로 본 해석해의 타당성을 검증할 수 있다.
다음의 Fig. 4.5는 흐름이 없는 진행파만의 경우 Table 4.2에서 제시된 계산조건으로 수행된 무한 시간에서 Jeng et al.(2006)의 해석해 결과와 본 장의 해석해의 결과 및 Clukey et al.(1983)의 실험결과를 각각 비교한 것이며, 토층의 두께가 0.2<<0.3의 범위에 있으므로 두 해석해에서는 유한 두께의 토층에 대한 결과식이 각각 적용되었다.
(a) Shallow soil thickness (b) Finite soil thickness
(c) Deep soil thickness
Fig. 4.4. Comparison of analytical and numerical solutions of residual pore-water pressure.
Jeng et al.(2006)과 본 장에서 제시한 유한 두께의 토층에 관한 해석해의 결과가 동일하다는 것을 알 수
있다. 그리고, 실험결과와 비교하면 해저지반내 연직깊이가 깊어질수록 잔류간극수압이 증가하는 경향은 일치
하지만, Fig. 4.5(a)의 경우는 4.5(b)보다 해석해에 의한 결과와 실험결과에서 차이가 다소 크고, 전체적으로 실험치가 크게 나타나는 것을 알 수 있다. 이것은 Fig. 4.5(a)의 파형경사가 더 크며, 따라서 파의 비선형성에 더 큰 영향을 받은 것으로 추정된다. 또한, 지반의 비등방성과 소성거동 및 지반내 간극수의 non-Darcy 흐름 등을 고려하면 본 해석해의 유도과정에서 도입된 이론의 범주내에서는 합리적인 일치성을 나타내는 것으로 판단된다.
Table 4.2. Wave and soil conditions.
Waves and soil conditions Values Waves and soil conditions Values wave period 1.76(case1), 2.02(case2) porosity ′ 0.46 wave height 0.22(case1), 0.21(case2) shear modulus 5.6×
water depth 0.5 permeability 4.0×
soil thickness 0.84 compressibility of pore-water 0
Poisson’s ratio 0.49 unit weight of soil
18,306
unit weight of water
9,806 coefficient of lateral
earth pressure 0.4
consolidation coefficient
0.0001165 0.246
-0.165
(a) CASE-1 (b) CASE-2
Fig. 4.5. Comparison of analytical and experimental solutions of residual pore-water pressure.
Fig. 4.6은 Table 4.1에 제시한 파랑조건과 지반조건을 Jeng & Seymour(2007)에 의한 결과식과 본 해석해(4.48) 에 각각 적용하여 흐름속도를 매개변수로 잔류간극수압의 수두변화를 나타낸 것이며, =0cm/s, 2cm/s, 6cm/s,
±10cm/s의 흐름속도를 적용하고 있다. 그림으로부터 흐름과 파의 진행방향이 동일한 순방향의 경우 흐름속도가
증가할수록 잔류간극압력수두가 약간 증가하고, 역방향의 경우 흐름속도가 감소할수록 잔류간극압력수두가 감소하며, 또한 모든 경우에서 연직깊이가 깊어질수록 일정치를 나타낸다. 이러한 잔류간극수압의 수두변화에 서 본 해석해의 Jeng & Seymour(2007)의 계산결과가 완전히 동일하다는 것을 확인할 수 있다.
(a) ≦ (b)
Fig. 4.6. Comparison of residual pore water pressure heads according to flow velocities for infinite seabed thickness.