• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권5호
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• pp.571-583
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• 2020

Permeation grouting is of great significance for consolidating geo-materials without disturbing the original geo-structure. To dip into the filtration-induced pressure increment that dominates the grout penetration in permeation grouting, nonlinear filtration coefficients embedded in a convection-filtration model were proposed, in which the volume of cement particles in grout and the deposited particles of skeleton were considered. An experiment was designed to determine the filtration coefficients and verify the model. The filtration coefficients deduced from experimental data were used in simulation, and the modelling results matched well with the experimental ones. The pressure drop revealed in experiments and captured in modelling demonstrated that the surge of inflow pressure lagged behind the stoppage of flow channels. In addition, both the consideration of the particles loss in liquid grout and the number of filtrated particles on pore walls presented an ideal trend in filtration rate, in which the filtration rate first rose rapidly and then reached to a steady plateau. Finally, this observed pressure drop was extended to the grouting design which alters the water to cement (W/C) ratio so as to alleviate the filtration effect. This study offers a novel insight into the filtration behaviour and has a practical meaning to extend penetration distance.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권11호
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• pp.49-58
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• 2007

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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.37-47
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• 2010

그라우트재의 침투 특성을 개선하기 위하여 진동 주입을 적용하였다. 진동주입공법은 진동하는 주입압을 부가하여 주입하는 그라우팅 기술로서 이를 적용할 경우, 그라우트재의 점성과 그라우트재 입자의 흡착 현상이 감소하게 된다. 본 연구에서는 진동 주입에 의한 그라우트재의 침투 특성 개선을 검증하기 위하여 모형 주입 실험을 수행하였다. 실험 결과로부터 흡착 현상을 평가하는 계수인 $\theta$ 를 산정하여 침투 특성 개선 정도를 제시하였다. 또한 인공 절리면에 대한 주입 실험을 수행하였다. 모형 실험 및 인공절리면의 실험 결과와 이론적인 해석 결과를 통해 진동 주입 시 그라우트재의 침투능이 증가됨을 검증하였으며, 특히 400kPa 이하의 저압으로 주입하였을 때 진동 주입의 효과가 최대로 나타남을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제28권2호
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• pp.277-295
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• 2018

10년 전부터 댐 건설에 대한 사회적 비판이 제기됨에 따라 댐 공사를 통해 새로운 수자원을 확보하기가 어려워졌기 때문에 기존 댐에 대한 검토가 필요하게 되었다. 이에 따라, 계획, 시공 및 관리 등의 접근 방식은 댐 보수 및 보강과 관련하여 이미 확보된 기술을 활용하여 실시되었다. 이러한 보수와 보강의 결과로, 다수의 댐에서 침투 그라우팅이 수행되었으나, 현재까지 기술의 정립이 미흡한 실정이고, 국내외적으로 발표된 논문도 극히 드문 편이다. 본 논문에서는 YC댐에 대한 저압 침투그라우팅 보강 기술을 상세하게 분석하였다. 결과적으로 침투그라우팅은 YC댐과 같이 코어형 필댐의 차수성 개선에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다. 그리고, 주입기준과 관련하여 경험적으로 증명된 침투그라우팅의 기술적 상세들을 제시하였다. 본 연구를 통한 필댐 침투그라우팅 기술의 구체적인 분석자료들은 향후 필댐 및 저수지 보수보강에 있어 유용한 자료로 활용 가능할 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권4호
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• pp.527-546
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• 2016

This paper discusses improvements of compressibility, permeability, static and liquefaction strengths of in-situ soils by grouting. Both field testing and laboratory evaluation of the on-site samples were conducted. The improvement of soils was influenced by two main factors, i.e., the grout materials and the injection mechanisms introduced by the field grouting. On-site grout mapping revealed the major mechanism was fracturing accompanied with some permeation at deeper zones of sandy soils, where long-gel time suspension grout and solution grout were applied. The study found the compressibility and swelling potential of CL soils at a 0.5 m distance to grout hole could be reduced by 25% and 50%, respectively, due to the grouting. The effect on hydraulic conductivity of the CL soils appeared insignificant. The grouting slightly improved the cohesion of the CL soils by 10~15 kPa, and the friction angle appeared unaffected. The grouting had also improved the cohesion of the on-site SM soils by 10~90 kPa, while influences on the friction angle of soils were uncertain. Liquefaction resistances could be enhanced for the sandy soils within a 2~3 m extent to the grout hole. Average improvements of 40% and 20% on the liquefaction resistance were achievable for the sandy soils for earthquake magnitudes of 6 and ${\geq}7.5$, respectively, by the grouting.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.98-101
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• 2002

Numerical experiments were performed to investigate horizontal barrier formation in unsaturated soils by permeation grouting through multiple vertical injection pipes. The results were compared with the horizontal barrier formation achieved by using multiple horizontal injection pipes. It was observed that tile point injection of the vertical pipe system generates a gel barrier that has a less lateral area than the injection through the horizontal pipe.

• 자원환경지질
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• 제45권3호
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• pp.307-315
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• 2012

본 연구에서는 보통 포틀랜드 시멘트 OPC(Ordinary Portland Cement)와 MIS(Micro-Injection Process System) 공법에서 사용하고 있는 마이크로 시멘트의 지반 침투성능을 평가하기 위해 실내모형시험을 수행하였다. 이를 위해 그라우트 주입을 일정한 방법으로 재현할 수 있는 가압침투주입장치를 제작하였으며 공시체 제작방법을 마련하였다. 물시멘트비를 5:1에서 1:1까지 변화하여 주입시험을 수행한 결과 물시멘트비가 증가함에 따라 침투성능이 선형적으로 증가하였으며 주입성능을 비교하면 상대적으로 비표면적이 큰 MIS가 OPC보다 동일한 배합비에서 침투성능이 우수한 것으로 나타났다. 특히 물시멘트비가 2:1~1:1의 부배합에서 OPC의 침투성능이 매우 낮은 것으로 관찰되었다. 또한 침투량과 주입시간과의 관계곡선을 hyperbolic으로 모델링하여 예측치를 산정하고 이를 측정치와 비교한 결과 그라우트 성능평가에 대한 hyperbolic 모델의 잠재력이 검증되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.149-156
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• 2020

약액 그라우팅은 지반의 강도 증진 및 차수 공법에 성공적으로 이용되어 왔으나, 그라우트의 유동은 지층의 투구계수 이방성에 크게 영향을 받는다. 따라서, 본 연구에서는 전산 유체 역학법을 이용하여 투수계수의 이방성이 수평 약액 그라우팅의 유효 반경에 미치는 영향을 알아보았다. 먼저 수평 방향 약액 주입 시뮬레이션을 위하여 공극 매질내 2상 점성 유체의 유동을 모델링하였고, 경화에 따른 확산과 점성 변화 또한 고려했다. 수치해석 결과, 투수계수의 이방성으로 인해 그라우트 구근의 형태가 타원체로 발달했고, 용해에 따른 확산 때문에 그라우트 구근의 모서리로 갈수록 공극내 그라우트 포화도가 점진적으로 감소했다. 이 결과를 바탕으로 10, 50, 90의 임계포화도를 설정하여 그에 따른 수평 방향 및 수직 방향 유효 반경을 산출하였다. 또한, 0.01 - 100의 수평·수직 방향 투수계수비에 따른 유효 반경을 산출하여 회귀식을 개발했다. 본 연구 결과는 투수계수 이방성을 가진 지층의 특성을 이용한 보다 효율적인 약액 그라우트 주입 전략 계획에 기여할 것으로 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제43권2호
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• pp.177-184
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• 2010

시멘트 그라우트가 지반의 차수목적으로 사용될 경우 유동성, 입경 및 블리딩이 중요한 역할을 한다. 이들의 성질을 결정하는 가장 중요한 요소 중의 하나는 그라우트의 물시멘트비이며, 지반침투성능을 개선하기 위해서 보통포틀랜드 시멘트 외에 평균입경이 작은 마이크로 시멘트를 사용하고 있다. 또한, 주입효과는 지반조건뿐만 아니라 배합비 및 시멘트의 입경에 따라 좌우된다. 주입에 의한 침투효과를 평가하는 방법으로서는 실제 지반에서 시험 주입하는 것이 가장 확실한 방법이지만 이와 같은 시험주입은 많은 경비와 시간을 필요로 한다. 때문에 주입의 적합여부나 침투효과를 대략적으로 파악하기 위한 간단하고 실용적인 시험방법이 필요하게 된다. 우리나라의 경우 아직 실내에서 그라우트 주입을 재현할 수 있는 기준 및 장비가 전혀 없는 실정이다. 본 연구에서는 실내에서 여러 가지 그라우트의 주입을 일정하게 재현할 수 있는 가압침투주입장치를 개발하였으며 공시체 제작의 표준을 마련하였다. 가압침투주입시힘을 실시하여 자료를 분석한 결과 침투성능은 물시멘트비가 증가할수록 선형적으로 증가하였으며 재료의 평균입경이 작을수록 침투성능이 개선되었다. 또한 마이크로 시멘트인 마이셈 8000과 초미분말 시멘트인 콜로이드 슈퍼 시멘트의 침투성능을 비교한 결과 평균입경이 상대적으로 작은 콜로이드 슈퍼 시멘트가 침투성능이 좋은 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권7호
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• pp.35-42
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• 2015

그라우팅 공법은 지반개량과 안정화에 널리 사용되어 왔으며 초기에는 대부분이 지하수를 차단하거나 조절하기 위해 사용되었고 최근에는 지반의 강화와 구조물의 보수 등 그 용도가 날로 증가하고 있다. 이러한 장점에도 불구하고 지금까지의 그라우팅 공법은 흙 입자 사이의 간극이 좁을 경우 중력식으로는 그라우트재의 침투가 불확실한 경우가 있으며, 주입압을 통하여 주입할 경우 인근 지반의 이완으로 인한 문제점들이 발생할 수 있다. 이에 대한 대안으로 최근 일정한 진폭과 주기를 갖는 진동주입공법이 개발되고 있으며, 이 공법은 정압주입 형태에 비해 그라우트재의 침투성 증대효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 단주기 진동에너지를 가하는 진동그라우팅의 보강효과를 구명하고자 진동주기, 진동시간 및 지반조건 등을 변화시켜 가며 그라우트재의 강도증진 효과, 확공효과, 지반보강효과 및 암반 절리면에서의 침투특성을 평가하였다. 실험결과 지반조건이 느슨한 경우 진동그라우팅 시 무진동 그라우팅에 비해 압축강도와 확공특성이 개선되는 것을 확인하였으며, 침투속도도 증가함을 확인할 수 있었다.