• Geomechanics and Engineering
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• 제16권2호
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• pp.159-168
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• 2018

In this study, a real-time grouting management system based on the clogging theory was established to manage injection procedure in real time. This system is capable of estimating hydraulic permeability with the passage of time as the grout permeates through the ground, and therefore, capable of estimating real time injection distance and flow rate. By adopting the Controlled Injection Pressure (CoIP) model, it was feasible to predict the grout permeation status with the elapse of time by consecutively updating the hydraulic gradient and flow rate estimated from a clogging-induced alteration of pore volume. Moreover, a method to estimate the volume of the fractured gap according to the reduction in injection pressure was proposed. The validity of the proposed system was successfully established by comparing the estimated values with the measured field data.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.145-155
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• 2010

최근 국내에서는 해저터널에 대한 관심이 늘고 있고, 실제 해저터널의 건설아 진행되고 있다. 이러한 해저터널의 안정성을 위해서는 차수 및 보강을 위해 그라우팅이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 해저 심부에 위치한 터널을 대상으로 그라우팅 보장이 터널의 안정성에 미치는 영향을 살펴보았다. 이를 위해 1, 3, 5 등급 암반을 대상으로 그라우팅 보강영역, 암반등급, 숏크리트 두께, 측압계수, 그라우팅 두께, 펌핑의 유무를 달리하여 민감도 분석을 위한 수리-역학적 연계해석을 수행하였다. 수치해석을 위해 FLAC-2D ver 5.0을 사용하였다. 해저터널의 그라우팅 보강 설계를 수행할 경우에는 그라우팅의 강도증가 효과뿐만 아니라 그라우팅 차수로 인해 증가되는 수압의 효과도 같이 고려해야 할 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권3호
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• pp.291-300
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• 2022

Tunnel boring machines combined with the earth pressure balanced shield method (EPB shield TBMs) have been adopted in urban areas as they allow excavation of tunnels with limited ground deformation through continuous and repetitive excavation and support. Nevertheless, the expansion of TBM construction requires much more minor and exquisitely controlled surface settlement to prevent economic loss. Several parametric studies controlling the tunnel's geometry, ground properties, and TBM operational factors assuming ordinary conditions for EPB shield TBM excavation have been conducted, but the impact of excessive excavation on the induced settlement has not been adequately studied. This study conducted a numerical evaluation of surface settlement induced by the ground loss from face imbalance, excessive excavation, and tail void grouting. The numerical model was constructed using FLAC3D and validated by comparing its result with the field data from literature. Then, parametric studies were conducted by controlling the ground stiffness, face pressure, tail void grouting pressure, and additional volume of muck discharge. As a result, the contribution of these operational factors to the surface settlement appeared differently depending on the ground stiffness. Except for the ground stiffness as the dominant factor, the order of variation of surface settlement was investigated, and the volume of additional muck discharge was found to be the largest, followed by the face pressure and tail void grouting pressure. The results from this study are expected to contribute to the development of settlement prediction models and understanding the surface settlement behavior induced by TBM excavation.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.499-509
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• 2005

We have many foundations which were constructed on the karstic areas where solution cavities and fractured zone may form under, or close to foundations. The fact that the ground under the pier foundations was reinforced with the three axial high pressure jet grouting is confirmed through out about two hundred design reports. It is necessary that evaluation of a simple application of high pressure jet grouting method on the karstic areas containing solution cavities. In this study, the improved situation and reinforcing methods of the ground under the pier foundations are proposed based on the evaluation of design reports for the express highway and No.38 national roads.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권2호
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• pp.333-352
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• 2017

A comparison study is made between the dynamic properties of an argillaceous siltstone and its grouting-reinforced body. The purpose is to investigate how grout injection can help repair broken soft rocks. A slightly weathered argillaceous siltstone is selected, and part of the siltstone is mechanically crushed and cemented with Portland cement to simulate the grouting-reinforced body. Core specimens with the size of $50mm{\times}38mm$ are prepared from the original rock and the grouting-reinforced body. Impact tests on these samples are then carried out using a Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) apparatus. Failure patterns are analyzed and geotechnical parameters of the specimens are estimated. Based on the experimental results, for the grouting-reinforced body, its shock resistance is poorer than that of the original rock, and most cracks happen in the cementation boundaries between the cement mortar and the original rock particles. It was observed that the grouting-reinforced body ends up with more fragmented residues, most of them have larger fractal dimensions, and its dynamic strength is generally lower. The mass ratio of broken rocks to cement has a significant effect on its dynamic properties and there is an optimal ratio that the maximum dynamic peak strength can be achieved. The dynamic strain-softening behavior of the grouting-reinforced body is more significant compared with that of the original rock. Both the time dependent damage model and the modified overstress damage model are equally applicable to the original rock, but the former performs much better compared with the latter for the grouting-reinforced body. In addition, it was also shown that water content and impact velocity both have significant effect on dynamic properties of the original rock and its grouting-reinforced body. Higher water content leads to more small broken rock pieces, larger fractal dimensions, lower dynamic peak strength and smaller elastic modulus. However, the water content plays a minor role in fractal dimensions when the impact velocity is beyond a certain value. Higher impact loading rate leads to higher degree of fragmentation and larger fractal dimensions both in argillaceous siltstone and its grouting-reinforced body. These results provide a sound basis for the quantitative evaluation on how cement grouting can contribute to the repair of broken soft rocks.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.9-16
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• 2014

고수압 시공 조건에서는 시설물 자체의 건설로 인하여 발생하는 주변지반의 이완 및 손상의 발생 그리고 시설물내로의 해수의 유입을 방지하기 위한 차수 및 지수설계 및 시공이 중요한 관건이다. 그라우팅 공사는 현재 지하철건설, 고속 철도건설, 각종 산악터널건설, 하천 저수지 재방 신설 및 보수공사 등에 년간 수조원 대의 시장규모를 형성하고 있지만, 설계 및 시공관리에 대한 관리기준이 정밀하지 못하여 경험적인 판단에 의존하는 부분이 너무 많아 경제적 손실도 매우 클 것이라고 쉽게 단정할 수 있다. 그라우팅 기술은 국가적 차원의 대규모 중요 건설공사 현장에서 필수적인 기술로 사용되고 있지만 기술에 대한 인식이 빈약하고 정립된 관리기준이 부재하여 신뢰성의 낙후가 심각한 실정이다. 따라서 본 연구는 고수압 조건에서 지반재해 저감을 위한 최신 그라우팅 시공관리기술에 대한 기초 연구를 제공함이 그 목적이다.

• 지질공학
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• 제13권4호
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• pp.445-456
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• 2003

배면그라우팅과 압밀그라우팅 보강기슬은 터널의 안정성 향상을 위해 터널현장에서 활발히 사용되고있다. 그러나 이에 대한 시공 및 관리 기술 연구는 상대적으로 대단히 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 심부에 위치한 도수로 터널 시험 구간에 대하여 그라우팅 전후의 각종 현장 시험과 라이닝 계측을 실시하여 압밀그라우팅 및 배면그라우팅 보강이 콘크리트 라이닝의 응력 및 변형 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 터널 그라우팅 보강 효과를 연구한 결과, 그라우팅 보강으로 인해 암반의 탄성계수는 최대 5배까지 증가하였으며 전체적으로 그라우팅의 고결효과는 주목할 만 하였다. 또한, 라이닝 배면에 작용하는 그라우팅 압력은 주입압의 약 10%에 불과하였다. 본 연구 결과는 콘크리트 라이닝 설계시 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.291-304
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• 2011

최근 국내에는 해저터널에 대한 관심이 높아지고 있다. 심부에 시공되는 해저터널의 경우에는 높은 수압의 영향을 무시할 수 없다. 이러한 해저터널의 안정성을 위하여 그라우팅보강 등이 필요하다. 따라서 본 연구는 해저터널의 시공시 그라우팅으로 인해 발생하는 차수효과와 전단강도 증가효과가 터널의 안정성에 미치는 영향을 살펴보았다. 이를 위해 RMR 분류법을 기준으로 할 때 1, 3, 5 등급 암반을 대상으로 그라우팅 보강영역의 범위와 투수계수 및 점착력을 달리하여 민감도 분석을 위한 2차원 수리-역학적 연계 해석을 수행하였다. 해석결과의 분석을 통해 해저터널의 그라우팅으로 인한 강도증가와 차수로 인해 증가되는 수압의 상호관계를 조사하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제35권6호
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• pp.593-601
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• 2023

In this paper, an analytical solution of large-strain cylindrical cavity expansion in compaction grouting problem under temperature field is given. Considering the stress increment caused by temperature, the analytical solution of cavity expansion under traditional isothermal conditions is improved by substituting the temperature stress increment into the cavity expansion analysis. Subsequently, combined with the first law of thermodynamics, the energy theory is also introduced into the cylindrical cavity expansion analysis, and the energy dissipation solution of cylindrical cavity expansion is derived. Finally, the validity and reliability of solution are proved by comparing the results of expansion pressure with those in published literatures. The results show that the dimensionless expansion pressure increases with the increase of temperature, and the thermal response increases with the increase of dilation angle. The higher the exothermic temperature of grouting slurry, the greater the plastic deformation energy of the surrounding soil, that is, the greater the influence on the surrounding soil deformation and the surrounding environment. The proposed solution not only enrich the theoretical system of cavity expansion, but also can be used as a theoretical tool for energy geotechnical engineering problems, such as CPT, nuclear waste disposal, energy pile and chemical grouting, etc.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권1호
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• pp.97-103
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• 2020

저토피 철도터널구간의 안전 및 시공성을 고려한 굴착보조공법으로서 강관다단 그라우팅 기술이 선정되었다. 특히, 공사 중 과도한 주입압에 의한 지반파괴로 피해가 발생할 우려가 있어 기존 강관다단 그라우팅 공법을 새롭게 개선하여 적용하였다. 본 연구는 00공단에서 발주한 000노반시설 기타공사 구간 중 00안 고속도로 및 00휴게소(하행) 진입로 하부로 통과하는 토피고 11.3~12.1 m 두께의 저토피 철도터널 현장에서 수행하였다. 개선된 강관다단 그라우팅 공법은 새로운 한계주수시험법을 이용한 시공 전 시공조건 평가 기술, 절리의 간격평가, 적합한 주입압력 평가, 최적의 작업완료시간 평가, 주입유형분석에 의한 주입효과평가 기술 등이다. 개선된 강관다단 그라우팅 공법의 적용으로 터널굴착공사 중상부 저토피 구간의 도로를 원활하게 운영할 수 있는 근거를 마련할 수 있었다. 또한, 향후 저토피 구간의 터널강관다단 그라우팅 공사뿐만 아니라 다양한 터널(도로, 지하철, 공동구 등) 강관다단 그라우팅 공사에 적용될 수 있는 가능성을 확인하였다.