• Geomechanics and Engineering
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• 제20권1호
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• pp.67-73
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• 2020

With the increasing number of underground projects, the problem of rock-water coupling catastrophe has increasingly become the focus of safety. Grouting reinforcement is gradually applied in subway, tunnel, bridge reinforcement, coal mine floor and other construction projects. At present, cement-based grouting materials are easy to shrink and have low strength after solidification. In order to overcome the special problems of high water pressure and high in-situ stress in deep part and improve the reinforcement effect. In view of the mining conditions of deep surrounding rock, a new type of cement-based reinforcement material was developed. We analyses the principle and main indexes of floor strengthening, and tests and optimizes the indexes and proportions of the two materials through laboratory tests. Then, observes and compares the microstructures of the optimized floor strengthening materials with those of the traditional strengthening materials through scanning electron microscopy. The test results show that 42.5 Portland cement-based grouting reinforcement material has the advantages of slight expansion, anti-dry-shrinkage, high compressive strength and high density when the water-cement ratio is 0.4, the content of bentonite is 4%, and the content of Nano Silica is 2.5%. The reinforcement effect is better than other traditional grouting reinforcement materials.

• 자원환경지질
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• 제39권6호
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• pp.699-710
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• 2006

폐금속광산 주변에 산재한 광미를 고화제를 이용하여 영구 매립하는 고형화 처리 공정의 타당성을 평가하기 위하여, 경상북도에 위치한 지시, 대량, 어전 금속 폐광산 주변 광미를 대상으로 3 종류의 시멘트 고화제를 이용하여 고화체를 양생하고, 고화체의 압축강도 및 중금속 용출을 측정하여 고화체의 고형화 효율을 규명하였다. 포틀랜드 시멘트와 MSG(micro silica grouting) 계열 시멘트를 고화제로 사용하여 광미와 1:1(w.t.) 혼합하여 양생한 고화체의 압축강도 실험 결과 양생 기간이 14일 인 모든 고화체의 일축압축강도는$1{\sim}2kgf/mm^2$를 나타내어, 현행 폐기물관리법(20 조 관련)에서 규정하고 있는 차단형 매립시설의 내부막의 압축강도 기준인 $0.21kgf/mm^2$ 보다 높은 것으로 나타났다. 광미와 혼합하여 성형한 고화체와 순수한 광미를 대상으로 토양공정시험법에서 제시한 약산 추출법으로 중금속 용출을 실시하여 광미와 광미로 성형한 고화체의 중금속 용출 농도 차이를 비교하였다. 고화제와 광미를 1:1(w.t.)로 혼합하여 성형한 고화체의 경우 As와 Pb의 용출농도가 약 $3{\sim}5$배 감소하는 것으로 나타나 약산 추출법에 의한 중금속용출은 고화체 성형 시 뚜렷한 감소 효과가 있었다. 다양한 pH를 갖는 수용액을 이용하여, 광미와 고화제를 혼합하여 양생한 고화체의 시간에 따른 수용액으로의 중금속 용출 농도를 측정하였다. 수용액의 pH가 1과 13인 강산/강염기 용액에서 일부 중금속의 용출 농도가 지하수 생활응수 기준치를 초과하였으나, pH가 $3{\sim}11$인 경우에는 중금속 용출이 급격히 감소하여 모두 지하수 생활용수 기준치 이하를 나타내었다. pH가 1과 13인 수용액의 경우에도 고화체와 반응하는 시간이 증가할수록 고화체의 완충(buffering) 효과에 의해 수용액의 pH가 변화하여 $9{\sim}10$을 나타내었다. 이러한 결과는, 현장에서 pH가 1과 13인 수계와 광미로 형성된 고화체가 접촉한다 하여도, 고화체의 완충 효과에 의해 시간이 지남에 따라 접촉수의 pH가 변하여 고화체로부터 지속적인 다량의 중금속 용출이 제한될 수 있음을 의미한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.27-37
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• 2011

최근 가압 그라우팅 형식의 약액주입공법이 지반의 지반개량, 차수, 강도 증대 등의 목적으로 널리 쓰이고 있다. 이에 지반조건에 따른 고결체의 크기 및 형상을 측정하여 적정 주입압 및 주입시간을 정하는 것은 경제적이고 합리적인 시공을 위해 필수적이다. 그러나, 현장에서 시험시공을 통한 고결체 채취는 시간과 비용이 많이 소모되며, 그라우팅 공법을 적용한 지반에 고결체의 크기와 형상을 예측한 시스템은 현재까지 없다. 따라서, 본 연구에서는 물유리계 약액을 사용하여 주입압(50kPa, 100kPa, 150kPa)에 따른 실내모형주입시험을 실시하고 이를 전산유체역학(CFD)의 porous media모델과 VOF(Volume of Fluid) 기법을 이용한 수치해석을 실시하여 비교 분석하였다. 수치해석 결과, VOF 기법을 이용한 주입모사는 지중 속에 주입된 가압 그라우팅의 거동 및 고결 양상을 예측할 수 있는 기초적인 수치해석적 기법이 될 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.5-12
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• 2024

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.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.33-44
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• 2019

클링커층은 제주도와 같은 화산지대에 분포하는 독특한 지층구조로 용암이 분출하며 고결되는 과정에서 생긴 클링커가 암반층 하부에 퇴적된 지층을 의미한다. 클링커층은 용암 가스의 분출과정에서 동반되는 다량의 공극을 포함하고 있기 때문에 지층 내 존재할 시 지반의 전체적인 안정성을 저해할 가능성이 존재하며 이에 대한 대처가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 클링커층이 존재하는 00교의 시점 및 종점 부근에서 각 2공의 지반조사(총 4공)를 수행하였고, 지반조사결과를 토대로 얕은 기초 시공 시 거동을 수치해석적으로 검토하였다. 또한 클링커층의 약액주입공법을 통한 그라우팅 치환 시 개선된 얕은 기초 거동을 원지반에서의 얕은 기초 거동과 비교하고, 지층별 그라우팅 치환 효율을 분석하였다. 분석 결과, 클링커층보다는 기존 지반에 존재하는 퇴적층의 유무에 따라 지지력 및 치환 효율, 탄성 침하량에 차이가 발생하였으며, 이는 퇴적층이 상대적으로 클링커층보다 낮은 강성과 밀도를 가지고 있기 때문으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권2호
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• pp.109-115
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• 2018

본 연구에서는 시멘트 생산에 의한 $CO_2$ 배출과 이로 인한 환경 부하를 감소시키기 위해 산업부산물인 고로슬래그 미분말을 활용하여 기존 SCW 공법에 사용되던 시멘트주입재를 친환경 무기결합재로 대체하여 모르타르를 제작하고 친환경 밀크주입재로써 적용이 가능한지를 파악하였다. 본 연구 결과 포틀랜드 시멘트를 사용하지 않은 비소성 시멘트를 이용한 NSB 경화체가 보통 포틀랜드 시멘트 경화체와 비교해 내산성, 내해수성, 압축강도 등이 우수한 것으로 나타나고 있다. 따라서 본 연구를 통해 만들어진 친환경 무기결합재 모르타르는 높은 내구성, 내화학성을 요구하는 SCW 공법과 같은 흙막이벽, 해양하부구조물 등의 지반재료용 결합재에 적용이 가능하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.25-33
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• 2013

본 연구에서는 계면활성제계 개질제를 이용하여 수중에서 재료분리가 발생하지 않으면서도 유동성을 충분히 갖는 수중 불분리성 점탄성 그라우트재와 일반 그라우팅 재료의 강도 특성과 속채움 보강 재료로서의 특성을 분석하였다. 특히, 해수를 활용하여 점탄성 그라우팅 재료를 제작하는 경우에 대해 중점적으로 시험을 수행한 결과, 담수를 사용하여 그라우트 재료를 제작하는 경우와 마찬가지로 수중 불분리성 특성을 잘 나타내었으며, 이에 따른 균질한 점탄성 그라우트재의 강도를 확보할 수 있을 것으로 평가되었다. 또한, 모형시험을 통해 그라우트재의 침투성을 이용하여 속채움 골재의 보강특성을 평가한 결과, 수중 불분리성 그라우팅 재료는 일반 그라우트재와 비교하여 충분한 강도가 발휘되었으며, 점성에 의한 수중 불분리 특성으로 속채움 보강재로서 좋은 시공 품질을 확보할 수 있을 것으로 평가되었다.