Behavior of cement-based permeation grouting in cohesionless soil considering clogging phenomena

The behavior of cement-based permeation grouting is divided into three different groups depending on the grain size distribution of the soils: (1) zone of cement-based permeation grouting not feasible; (2) zone of cement-based permeation grouting feasible; and (3) zone in which an accelerating agent should be added to limit the penetration depth. In the cement-based permeation grouting feasible zone, the concept of a representative pore radius was proposed. The ratios of the representative pore radius to the mean pore radius were obtained by performing laboratory test and comparing with clogging theory; these values were in the range of 1.07 and 1.35 depending on the grain size distribution of the soils. In addition, a functional relationship between the lumped parameter (${\theta}$), the representative pore radius and the w/c ratio were derived by comparing and matching experimental results with predictions from theory. In the zone in which the accelerating agent should be added, the controlling process of gel time to limit the penetration depth was experimentally verified. The test results matched well with those obtained from theory utilizing the developed grout penetration program on condition that the viscosity increasing tendency of grout suspension with time is properly taken into account.

폐색효과를 고려한 사질토의 시멘트 침투 그라우팅 거동 특성

사질토에서의 시멘트 침투 그라우팅 거동 특성을 실내 챔버 모형실험 결과를 토대로 흙의 입도분포에 따라 시멘트 침투 그라우팅 불가 영역, 시멘트 침투 그라우팅 가능 영역, 그리고 급결제 혼합 필요 영역으로 구분하였다. 시멘트 침투 그라우팅 가능 영역에서는 대표 간극 반지름의 개념을 제안하였고 사질토에서의 평균 간극 반지름에 대한 대표 간극 반지름의 비를 실내실험 결과와 폐색 이론식을 비교함으로 구할 수 있었으며, 입도분포에 따라 1.07에서 1.35 정도가 됨을 알 수 있었다. 또한 실험 조건 별로 실험결과와 이론식을 비교하여, lumped parameter (${\theta}$)를 흙의 대표 간극 반지름과 시멘트 그라우트재의 물시멘트비로부터 구할 수 있는 관계식을 제안하였다. 급결제 혼합 필요 영역에서는 겔화 시간의 조절을 통한 주입 깊이의 제한과정을 실험적으로 검증하였고 그 실험값이 시간에 따른 점도 변화 함수를 적용한 이론값과 일치하는 것을 확인하였다.