• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.159-170
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• 2003

본 연구에서는 재료분야에서 최근의 기술동향인 고강도.고침투성.고내구성 및 환경에 대한 안정성이 높은 주입재료의 배합설계를 실시하여 주입목적, 지반조건에 따른 주입효과와 환경적 영향성을 분석.검토함으로써 현장적용시 주입설계의 기초자료로 제안하고자 한다. 주입재의 물리, 역학.화학적 특성 및 입자형상을 파악하고 작업성과 침투범위 조정에 필수적인 겔타임을 조정하였다. 또한 실내모형시험을 통하여 고결성, 침투성 및 내구성 평가를 수행하였다. 환경적 영향평가를 위해 본 연구에서 사용된 재료는 현장에서 일반적으로 사용되는 보통포틀랜드시멘트, 고로슬래그시멘트와 초미립자시멘트를 사용하였다. 시멘트계 그라우트재에서의 6가 크롬의 용출특성을 판단하기 위해 원재료의 6가크롬 함유량 시험과 pH변화에 따른 6가크롬의 용출변화량 시험 그리고 그라우트가 적용되는 주변환경에 따른 특성파악을 위해 호모겔을 제작하여 양생수를 각각 초순수, 침출수로 하여, 양생수에 따른 그라우트 호모겔의 일축압축강도 및 6가크롬 용출량의 변화를 시험하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.947-956
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• 2018

고심도에 건설되는 해저터널은 지하수 등에 의해 높은 수압을 받는 환경에 노출되며, 고수압 해수에 의해 용탈현상이 촉진될 수 있다. 특히, 공사 중 지하수가 유입되기 쉽기 때문에 차수에 대한 많은 문제를 야기 할 수 있어 안정성을 확보하기 위해서는 시공환경에 적합한 그라우팅 장비 및 재료의 적용이 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 해저터널 시공 시 적용할 수 있는 그라우팅 재료에 대한 물리적 특성(주입재료와 조건별 양생방법에 따라 강도특성, 용탈특성 등)을 평가하였다. 연구결과 CA계 및 CSA계에서 안정적인 강도증가를 발현하였으며, 내구성 저하가 발생되지 않아 해수 영향을 받는 구조물에서 안정적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.8-16
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• 2012

The use of energy pile foundation has been increased for economic utilization of geothermal energy. This paper describes an experimental and numerical study on thermal response tests (TRTs) using W and 3U-shaped ground heat exchangers (GHEs) in precast-high strength concrete (PHC) energy piles. Ground thermal conductivity and borehole thermal resistance were measured and compared with those numerical analysis. W-shpaed GHE showed higher heat transfer behavior than 3U-shaped one because of different conditions such as pile size and volume of grout. That is, ground thermal conductivity using W-shaped GHE was higher than that of 3U shaped GHE, and borehole thermal resistance vice versa. The relative error of borehole resistance values between numerical and analytical solution was less than 5%.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권4호
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• pp.337-348
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• 2020

Tropical organic soils having more than 65% of organic matters are named "peat". This soil type is extremely soft, unconsolidated, and possesses low shear strength and stiffness. Different conventional and industrial binders (e.g., lime or Portland cement) are used widely for stabilisation of organic soils. However, due to many factors affecting the behaviour of these soils (e.g., high moisture content, fewer mineral particles, and acidic media), the efficiency of the conventional binders is low and/or cost-intensive. This research investigates the impact of different constituents of cement-sodium silicate grout system on the compressibility behaviour of organic soil, including settlement and void ratio. A microstructure analysis is also carried out on treated organic soil using Scanning Electron Micrographs (SEM), Energy Dispersive X-ray spectrometer (EDX), and X-ray Diffraction (XRD). The results indicate that the settlement and void ratio of treated organic soils decrease gradually with the increase of cement and kaolinite contents, as well as sodium silicate until an optimum value of 2.5% of the wet soil weight. The microstructure analysis also demonstrates that with the increase of cement, kaolinite and sodium silicate, the void ratio and porosity of treated soil particles decrease, leading to an increase in the soil density by the hydration, pozzolanic, and polymerisation processes. This research contributes an extra useful knowledge to the stabilisation of organic soils and upgrading such problematic soils closer to the non-problematic soils for geotechnical applications such as deep mixing.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권3호
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• pp.313-323
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• 2022

Steel laminated elastomeric bearings are commonly used in bridge structures to control displacements and rotations and transfer forces from the superstructure to the substructure. Proper knowledge of design, fabrication and erection procedures is important to ensure stability and adequate structural performance during the lifetime of the bridge. Difference in elevations sometimes leads to large size gaps between the bearing and the girder which makes the grout thickness that is commonly used for leveling deviate beyond standards. This paper investigates the structural response of High Strength Fiber Reinforced Cementitious (HSFRC) thin plinths that are used to close gaps between bearing pads and precast girders. An experimental program was developed for this purpose where HSFRC plinths of different size were cast and tested under vertical loads that simulate bridge loading in service. The structural performance of the plinths was closely monitored during testing, mainly crack propagation, vertical reaction and displacement. Analytically, the HSFRC plinth was analyzed using the beam on elastic foundation theory as the supporting elastomeric bearing pads are highly compressible. Closed form solutions were derived for induced displacement and forces and comparisons were made between analytical and experimental results. Finally, recommendations were made to facilitate the practical use of HSFRC plinths in bridge construction based on its enhanced load carrying capacity in shear and flexure.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제8권2호
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• pp.62-69
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• 2003

그동안 고분자계열 약액에 비하여 상대적으로 독성이 약한 시멘트 계열 약액이 환경에 미치는 영향을 경미하게 다루어졌으나 최근 일본에서 시멘트계열 약액을 사용한 공사현장에서 발암물질인 6가 크롬의 용출로 일본 건설성에서는 이에 대한 규정을 발효하고 시행하여 엄격히 관리하고 있으나 우리나라에서는 상대적으로 이에 대한 연구가 부족한 실정이다 본 연구에서는 다양한 현장조건에서의 시멘트계 그라우트재에서의 6가 크롬 용출특성을 파악하기 위해, 현장 배합비를 기초로 하여 다양한 현장조건에 따른 용출실험을 통하여, 시멘트계 그라우트재의 6가 크롬 용출 특성을 파악하였다. 먼저 원재료인 시멘트의 6가 크롬 함유량 실험을 한 결과 보통 포틀랜트 시멘트에서 22.1 mg/kg으로 다른 재료에 비해 가장 많이 함유되어 있었으며, 호모겔 그리고 샌드겔에서의 용출실험 결과 폐기물 공정시험법에 의할 경우 규제기준인 1.5 kg/L를 대체적으로 만족하였으나, 토양오염공정시험법에 의할 경우 특히 보통 포틀랜트 시멘트가 4.85 mg/kg으로 ‘가’ 지역의 우려기준인 4 mg/kg보다 높은 값을 나타내었다. 모의 주입장치를 이용한 실험결과 물시멘트 비와 주입압이 증가함에 따라 몰드 밖으로 나오는 배출액 중의 6가 크롬의 용출량이 커지는 경향을 나타내었으며, 주입압이 4 이상일 경우 수질오염보전법상의 규정인 0.5 mg/L를 초과하여 검출되었다. 최근 pH4의 산성비 및 매립지의 산생성 단계에서 pH 5이하의 침출수에 의한 그라우트재에서의 6가 크롬의 용출특성을 알아보기 위한 pH에 따른 6가 크롬의 용출경향을 실험한 결과 강산성 및 강염기 상태에서 6가 크롬의 용출량이 급격히 증가하는 경향을 보여 그라우트재가 주입되는 환경에 따라 6가 크롬의 용출량이 증가할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 그라우트재가 해안 또는 매립지에 적용될 경우 해수와 침출수에 의한 강도의 변화를 살펴보기 위해 실험한 결과 초순수 중에서 양생 시켰을 때 보다 강도발현 현저히 저하되었으며, 시멘트 종에 따라서는 ‘보통포틀랜트 시멘트>마이크로 시멘트>슬래그’ 시멘트의 순으로 영향을 받는 것으로 나타났다. 이는 강도의 저하로 인한 오염물질의 누출 및 6가 크롬의 용출을 증가시킬 수 있다는 것을 짐작할 수 있다. 이와 같은 결과를 통하여, 그라우트재의 종류에 따라 6가 크롬의 용출량은 현재 규제치를 초과하여 용출되어 질 수 있는 가능성이 있으며, 과압 또는 과량의 주입이 6가 크롬의 용출량을 증가시킬 수 있다고 할 수 있었다. 또한 일반 현장과 다른 특수한 현장에서는 강도 및 pH에 따른 6가 크롬의 용출량을 고려한 재료 선택 및 배합비가 마련되어져야 할 것으로 판단되어진다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.651-668
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• 2017

터널 굴착에 따른 초기 안정성 확보를 위해 1차 지보재인 숏크리트와 록볼트를 가장 적절한 시기에 터널 굴착면 주면으로 타설하여야 한다. 이러한 지보재의 역할은 장 단기적인 터널 안정성에 매우 중요한 역할을 하기 때문이다. 여기서 록볼트는 터널 굴착시 응력이완에 따라 발생되는 외압을 축력으로 받아들여 터널 굴착면의 숏크리트에 전달하여 전체적인 안정성을 도모하는 중요한 지보재이다. 현재까지 록볼트의 재료는 현장 수급이 유리한 이형강봉을 많이 이용하였으나 최근들어 불확실한 품질의 중국산 자재의 시장진입과 록볼트 주면 모르타르 충전시 흘러내림에 의한 밀실한 충전불량, 용수에 의한 부식 등 다양한 문제점이 나타나고 있다. 특히, 현재의 설계기준상 이형강봉에 대한 기계적 성질의 기준은 있으나 그 외 섬유보강 플라스틱(FRP) 등이 사용될 수 있으나 명확한 기준은 제시되지 않고 있다. 그래서 새로운 소재로 개발되더라도 실제 현장 적용에 있어서는 해결해야 할 부분이 많다. 따라서, 본 연구에서는 상기의 기존 록볼트가 지니고 있는 여러 문제점을 해결, 개선하고자 Autobeam 재료를 이용한 고강도 강관 록볼트(Samrt Pipe-록볼트, 이하 SP-록볼트)를 개발한 내용을 다루고 있다. 개발된 록볼트의 성능평가를 위해 현장시험을 수행하고, 기존 모르타르 충전을 개선할 수 있는 충전재를 개발하여 록볼트의 성능을 더욱 향상하고자 하였다. 또한, 실무현장의 적용성 확보를 위해 설계 및 시공기준에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.115-127
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• 2019

본 연구의 대상 공법인 저유동성 그라우팅 주입공법은 모르타르를 주입재로 하여 비배출 치환원리에 의해 지중에 압입하는 공법으로서 지반의 밀도 증대효과를 기대할 수 있고 저소음, 저공해, 내구성 확보와 함께 경우에 따라서는 높은 주입 고결체의 강도를 이용한 기초파일로 사용할 수도 있다. 저유동성 주입공법으로 지반의 동적 특성이 향상됨을 확인하기 위하여 현장에서 시험시공을 실시하고 물리시험을 수행하였으며 코어에 대한 실내시험을 통해 지중에 형성된 개량체 품질을 확인하고 코어회수율 분석을 수행하였다. 밀도검층은 감마선의 컴프턴 산란을 이용하여 지층의 체적 밀도를 산정하였고, 음파검층은 시추공 내에서 음파발생 및 수신장치로 구성된 검층기를 이용하여 시추공 주변의 지반에 대해서 시험을 실시하였다. 그라우팅 전,후 물성변화(밀도검층, 음파검층)를 측정한 결과, 기본적으로 두 물성 모두 그라우트제 주입 후 물성이 증가하여 측정되었다. 다만, 그라우팅 후 속도 증가보다 밀도 증가의 변화 폭이 컸으며, 지반 밀도 측정 방법이 주입재의 충진 효과를 측정하는데 효과적이다. 재령 28일 후 채취한 시료로부터 강도 및 코어회수율을 측정하였으며, 시험결과 개량체의 확산 및 강도시험 결과가 설계기준을 만족시켜 내진성능보강을 만족한 것으로 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.141-150
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• 1988

본(本) 연구(硏究)는 자갈섞인 모래, 모래, 실트섞인 모래등 세 종류의 시료토(試料土)에 임의로 배합(配合)된 물유리계 약액(藥液)으로 혼합(混合), 고결(固結)시켜서 일정기간(一定期間) 기건양생(氣乾養生)한 공시체(供試體)에 대해 FFT analyzer를 이용하여 추동감쇠특성(推動減衰特性)을 구명(究明)한 것이며 아울러 실트섞인 모래의 고결토(固結土)에 대해서는 모우드 해석(解析)을 실시하여 약액(藥液)의 종류(種類)에 따른 감쇠형(減衰形)의 변화상(變化狀)에 대해서도 검토(檢討)하였다. 약액(藥液)을 사용(使用)한 시료토(試料土)의 감쇠비(減衰比)는 0.11~0.22로서 약액(藥液)을 사용하지 않은 일반토(一般土)의 값인 0.01~0.10에 비해 현저한 감쇠비(減衰比)의 증대효과(增大效果)가 있음을 알 수 있었다. 따라서 약액주입(藥液注入)의 주(主) 목적(目的)인 차수효과(遮水效果) 및 강도증대(强度增大)뿐만 아니라 방진목적(防振目的)으로도 사용(使用)할 수 있어 공비(工費), 공기면(工期面)에서 보다 효율적(效率的)인 다목적(多目的)의 약액주입(藥液注入)이 가능할 것으로 기대(期待)한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.33-40
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• 2007

풍화암층에 시공된 부력앵커의 거동을 현장인발시험을 통하여 분석하였다. 부력앵커는 지하철역사의 지하층에 작용하는 부력을 저항하기 위하여 시공되었다. 본 연구에서는 부력앵커의 한계인발저항력과 앵커와 지반의 경계면에서의 전단응력 전이 메커니즘에 대한 분석을 실시하였다. 인발시험에서는 앵커의 정착장(2~7m)과 천공직경(108~165mm)을 변경시키면서 그 영향을 고찰하였다. 인발시험결과에 의하면 앵커의 한계인발력은 정착장의 길이 및 천공직경이 증가 할수록 증가하는 것으로 분석되었다. 인발시험을 통한 앵커의 한계인발력은 이러한 인자들에 따라 392~1,569kN의 범위를 보이는 것으로 분석되었다. 이로부터 경계면에서 227~505kPa 전단강도가 발생하는 것으로 산정되었다. 인발시험결과에 의하면 인발력의 크기가 증가할수록 전단강도의 발현정도가 증가하는 것으로 나타났다. 인발시험을 통해서 관찰된 파괴 형태는 앵커의 길이에 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. 앵커의 길이가 짧은 경우(2~3m) 콘 형태의 파괴가 관찰되었으며, 앵커의 길이가 증가한 경우(5~7m)는 앵커의 파괴가 앵커체와 주변지반과의 불연속면에서 발생하는 것으로 나타났다.