저수지 제체 보강을 위한 고화재 최적 배합비 결정

Determination of Solidified Material's Optimum Mixing Ratio for Reservoir Embankment Reinforcement

현재 저수지 제체의 차수성 및 안전성 확보를 위해 약액을 저압으로 주입하여 제체 손상을 최소화하는 그라우팅 공법이 보편적으로 사용되고 있으나, 내구성 확보와 체계적인 고화재의 배합비 결정방법이 정립되어 있지 않은 문제들이 있다. 본 연구에서는 원지반과 고화재를 다양한 중량비율로 교반·혼합하였을 경우 혼합체의 투수계수와 강도를 실내시험을 통해 확인하였으며, 시험결과들의 분석을 통해 최적 배합비를 제안하였다. 실내실험을 위한 공시체는 고화재의 배합량을 고려하여 제작하였다. 투수시험용 공시체는 사질토와 점성토 별 고화재 배합량 1.5kN/m³에 대해 제작하였으며, 투수시험 결과 차수 성능이 확보되어 각종 설계기준을 만족하는 것을 확인하였다. 강도시험을 위한 공시체는 점성토의 경우 5가지, 사질토는 3가지 배합비로 각각 3개 총 24개의 시편을 제작하였으며, 시험 결과 사질토와 점성토 모두 배합량 2.0kN/m³ 이하에서는 일축압축강도가 재령일이 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 따라서 현장에 적용되는 최적의 배합비는 고화재 배합량을 1.5kN/m³ 및 2.0kN/m³으로 결정하였다. 또한 현재 운영 중인 노후 저수지 개보수사업 설계사례를 대상으로 실험성과를 반영한 수치해석을 실시한 결과 저수지 제체의 차수 및 안전성 증대 효과를 확인하였다.

Currently, a grouting method that minimizes damage to the reservoir embankment by injecting solidification agent at low pressure is commonly used to ensure waterproofing and safety of the embankment, but the use of solidification agents can cause issues, such as a decrease in durability and a lack of clear method for determining the mixing ratio. In this study, when the base ground and solidification agent were stirred and mixed at various weight mixing ratios, the permeability coefficient and strength of the mixture were confirmed through laboratory tests, and the optimal mixing ratio was suggested through analysis of the test results. The specimen for the laboratory test was produced considering the mixing ratio of the solidification agent. The specimen for the permeability coefficient test was tested by producing one each of cohesionless and cohesive soil for a mixing amount of 1.5 kN/m³ of solidification agent, and the permeability test results confirmed that the water barrier performance was secured below the permeability coefficient value required by various design criteria. A total of 24 specimens for the strength test were produced, 3 for each of 5 mixing amounts for cohesive soil and 3 mixing amounts for cohesionless soil. The strength test results showed that the uniaxial compressive strength tends to increase linearly with increasing curing time for both cohesionless soil and cohesive soil when the mixing amount is less than 2.0 kN/m³. Therefore, the optimal mixing ratio applied to the site is determined to be mixing amount of 1.5 kN/m³ and 2.0 kN/m³. Finally, numerical analysis reflecting test results was conducted on design case for improvement projects for aging reservoirs embankment to verify the water barrier performance and safety improvement effects.