Analysis of Fine Particle Transfer and Shear Strength Increase Using PFC in Permeation Grouting

Numerical experiments using a distinct element code (PFC3D) were carried out for the analysis of grout-material transfer in soil layers and also for the analysis of increase in mechanical strength after permeation grouting. For rapid analysis, up-scaling analysis in length scale was adopted, and the following observations were made from the numerical experiments. Firstly, the relative size of grout material with respect to the in situ soil particles controlled the transfer distance of the grout particles. When the size of grout particle was 0.2 to 0.25 times of the in situ soil particles, clogging of pore spaces among the in situ soil particles occurred, resulting in restricted propagation of grout particles. It was also found that there was a threshold value in the size of grout particle. Below the threshold value, the transfer distance of the grout particle did not increase with the decrease of particle size of the grout material. Secondly, the increase in cohesion and internal friction angle was observed in the numerical specimen with grouting treatment, but not with the untreated specimen.

PFC를 이용한 침투그라우팅시 미세입자의 이동 및 전단강도증가 해석

침투그라우팅시 미세입자의 이동 메카니즘과 미세입자들의 간극 충진 후 강도증가 상태를 파악하기 위해 PFC3D를 이용한 수치해석을 수행하였다. 해석을 위하여 업스케일링 기법을 이용하였으며 연구를 통해 다음과 같은 사실들이 관찰되었다. 첫째, 토층 입자에 대한 그라우팅 미세 입자의 상대적 크기가 0.05배에서 0.25배로 증가하면서 입자의 이동이 제한을 받게 된다. 특히, 0.20배 또는 0.25배의 그라우팅 미세입자의 경우, 토층 입자들 간의 공극이 하나 또는 다수의 미세입자들에 의해 막히기 때문에 미세입자의 이동이 거의 없다. 또한 0.05배와 0.10배의 경우, 입자의 이동량이 거의 유사하므로 입자 크기가 감소되어도 그라우팅 효과의 증진은 한계가 있다. 둘째, 침투그라우팅 전과 후의 수치시료에 대한 물성 실험을 한 결과 점착력과 마찰계수가 증가함이 확인되었다.