• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.87-92
• /
• 2000

In excavation of tunnels especially located in shallow depth, it is not rare to meet geological change in excavation progress worse than expected in the initial design stage. This paper present a case study on the re-design of excavation and support system of a shallow tunnel under construction where it meets the unexpected bad geological condition during excavation. The detailed geological investigation shows that the rock mass is heavily weathered and fractured with RMR value less than 20. Considering this geological condition, the design concept is focused on the reinforcement of the ground preceding the excavation of tunnel. Two design patterns, LW-grouting & forepoling with pilot tunnelling method and the steel pipe reinforced grouting method, are suggested. Numerical analysis by FLAC shows that these two patterns give the tunnel and roof ground stable in excavation process while the original design causes severe failure zone around the tunnel and floor heaving. In point of the mechanical stability and the degree of construction, the steel pipe reinforced grouting technique proved to be good for the reinforcement of heavily fractured rock mass in tunnelling. This assessment and design process would be a guide in the construction of tunnels in heavily weathered and fractured rock mass situation.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제33권10호
• /
• pp.49-58
• /
• 2017

일반적인 지반보강 그라우팅은 지하수위의 영향이 없거나 미약한 얕은 심도에서 이루어진다. 그러나 최근들어 대심도 굴착이나 항만성능 향상을 위한 증심공법 등이 대두되면서 높은 수압과 상재압의 영향을 고려한 효율적인 그라우팅에 대한 연구의 필요성이 점차 높아지고 있다. 이에 본 연구에서는 주입압, 상재압, 수압을 조절 가능한 그라우팅 모사장비를 개발하여 정수압을 고려한 그라우팅 성능 분석 실험을 수행하였다. 그 결과, 일반적으로 주입압을 증가시키면 주입량도 증가하나, 수압이 작용하는 경우에는 주입량이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 또한 그라우팅 주입량에 따른 시료의 체적변화를 비교한 결과, 시료의 입경이 크고 간극 크기가 클수록 침투로 인한 다짐효과가 커진다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.799-812
• /
• 2017

쉴드 TBM 터널에 대한 2차원 수치해석 시 기존 연구에서는 뒤채움재 및 실제적인 내공변위 분포를 적절히 고려하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 이를 보완하고자 gap parameter 적용 시 굴착면에서 발생하는 실제적인 내공변위분포를 고려하고, 적정한 뒤채움재 물성치를 적용한 모델링 방법을 제시하였다. 이를 위해 단일층 풍화토 지반을 대상으로 gap parameter와 토피고가 굴착면의 지반손실량과 지표손실량으로 구성되는 체적손실량에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 대부분의 지표침하가 굴착 직후에 발생하였으며, 토피고 및 gap parameter가 증가할수록 수치해석을 통해 얻은 지표침하곡선의 영향범위가 제안된 이론식보다 넓게 나타났다. 따라서 2차원 수치해석 시 쉴드 TBM 터널의 거동을 정확히 평가하기 위해서는 하중분담률을 이용하여 gap parameter를 적용하고, 뒤채움재의 물성치도 적절히 고려해야 한다고 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.265-281
• /
• 2017

얕은 터널의 시공에 있어 지표 침하는 주요 관리 사항으로 쉴드 TBM 기술을 적용함으로써 굴착 중 지반 변형의 제어를 통하여 침하를 경감시키는 것이 가능하며, 특히 뒤채움 주입은 침하 경감의 목적으로 쉴드 공법에서는 일반적으로 적용되는 기술이다. 투수성이 낮은 지반에서의 TBM 시공에 의한 지표 침하는 터널 시공 중에 발생할 뿐만 아니라, 터널 관통 후에도 장기간에 걸쳐 발생한다. 장기 침하는 주로 터널 주변의 압밀에 의해 발생되고, 이 압밀 과정은 터널 주변에 과잉간극수압을 유발하는 뒤채움 주입에 의해 영향을 받게 되며 결과적으로 쉴드 TBM 터널에서는 뒤채움 주입이 장기 침하에 큰 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 쉴드 TBM 공법 중 뒤채움 주입이 지표 침하에 미치는 영향을 파악하기 위해 3차원 응력-간극수압 연계해석을 수행하였다. 해석 결과 뒤채움 주입압의 증가는 단기 침하를 경감시키지만, 다수의 경우에서 장기 침하의 감소에 기여를 하지 않는 것으로 나타났다. 또한, 장기 침하를 최소한으로 제한할 수 있는 한계 주입압의 존재를 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제16권2호
• /
• pp.149-158
• /
• 2017

저수지 제방의 그라우팅시 가장 이상적인 주입형태는 침투주입이지만 일반적으로 침투와 할렬주입이 복합적으로 시공되어 원지반의 교란이 발생될 가능성이 존재한다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 이상적인 침투주입을 가능하게 하는 그라우트 재료를 이용하여 저압주입과 팽창제를 이용한 주입재의 팽창력으로 그라우팅 주입공 주변에 대한 다짐을 실시하고 순차적으로 그라우트재를 주입하는 방법이 유용하다. 본 연구에서는 그라우트 주입공 주변에 대한 침투다짐효과를 얻기 위하여 하이브리드형 주입재와 팽창제를 혼합한 침투다짐 그라우트를 PC(Permeable Compaction)팩커를 이용하여 주입한 그 효과에 대해 고찰하였다, 본 연구결과, PC팩커와 침투다짐 그라우트를 저수지 보수보강 그라우팅 공사에 적용할 경우 저수지 차수 그라우팅의 성능기준에 부합하는 침투다짐효과가 발휘될 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.65-75
• /
• 2016

본 연구에서는 최근 적용사례가 급증하고 있는 가압식 그라우팅을 이용한 쏘일네일링의 현장인발시험 자료를 수집하여 데이터베이스를 구성하였으며, 기존의 도해법을 이용한 극한인발저항력 판정법의 문제점을 보완하기 위하여 비선형회귀분석을 이용하여 극한인발저항력을 판정하는 방법을 제안하였다. 비선형회귀분석에 의해 추정된 하중-변위곡선은 현장인발시험 자료와 매우 높은 상관성을 보였으며, 도해법에 의해 판정된 극한인발하중에 비해 평균 29% 정도 크게 판정되었다. 쏘일네일의 하중-변위곡선이 항복하중 이후에 급격한 변위를 보이는 경우에는 S자 성장곡선 회귀모형이 가장 적합하며, 인발하중과 변위의 증가량이 점진적으로 감소하는 파괴거동을 보이는 하중-변위곡선은 점근적 방법이 가장 적합한 회귀모형으로 평가되었다. 본 연구로부터 제안된 단위극한주면 마찰 저항력은 국내 지반특성과 가압식 그라우팅 공법의 특성이 반영된 것으로 해외 연구결과로부터 제시된 설계도표를 이용하던 문제점을 개선함으로써 독자적인 설계기준을 확보하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제15권5호
• /
• pp.1029-1038
• /
• 2018

A superposition-iteration (S-I) model is proposed to simulate the jet grouting pre-reinforcing impact for a shallow-buried tunnel. The common model is deduced by theoretical (force equilibrium) analysis and then transformed into the numerical formulation. After applying it to an actual engineering problem, the most obvious deficiency was found to be continuous error accumulation, even when the parameters change slightly. In order to address this problem, a superposition-iteration model is developed based on the basic assumption and superposition theory. First, the additional deflection between two successive excavation steps is determined. This is caused by the disappearance of the supporting force in the excavated zone and the soil pressure in the disturbed zone. Consequently, the final deflection can be obtained by repeatedly superposing the additional deflection to the initial deflection in the previous steps. The analytical solution is then determined with the boundary conditions. The superposition-iteration model is thus established. This model was then applied and found to be suitable for real-life engineering applications. During the calculation, the error induced by the ill-conditioned problem of the matrix is easily addressed. The precision of this model is greater compared to previous models. The sensitivity factors and their impact are determined through this superposition-iteration model.

• 지질공학
• /
• 제25권2호
• /
• pp.179-188
• /
• 2015

Although permeating injection is ideal for grouting reservoir embankments, it is usually combined with fracturing injection for grouting, which can disturb the original soil. Compaction with low expansive pressure followed by grout injection can overcome this problem. An expansive compaction (EC) packer was developed in this work to easily apply sequential injection and compaction at a work site. Furthermore, to achieve compaction around the grouting hole, a mixture of expansive admixtures and grout was injected with the EC packer to trigger an increase in volume of the grout material. This work verifies the compaction effect of the EC packer and the expansive admixture. It reports the concepts of the EC packer, the range of expansive compaction, the effectiveness of injection, and the results of indoor tests performed to verify the effectiveness of the expansive admixtures. The indoor testing comprised a preparatory test and the main test. The preparatory test assessed the admixtures for their compaction effects, while the main test measured and analyzed the admixtures' expansive force, pressure, and compaction effect with a mold to verify the effectiveness of the compaction effect.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
• /
• pp.407-426
• /
• 2008

The bentonite slurry has been used as the stabilize suspension for wet process bored pile construction in Thailand. The bentonite suspension has benefit on filtration in the sand layer, but it creates thick cake film along pile shaft and loose sedimentation at pile toe. The base grouting technique was widely used to rectify the soft base or loose sedimentation problem of bored pile. The base grouting technique was not increased only end bearing capacity, but was also more increase in skin friction capacity of the bored piles. The comprehensive researches on base grouting was carried out by installing PVC casing inside the shaft to allow the drilling through the pile base in order to collect the soil sample below the pile tip. The polymer based slurry recently was used to replace the bentonite slurry to overcome the thick cake film along pile shaft as well as loose sedimentation at pile toe. The extent research on polymer slurry by physical model was performed to verify the real behavior of polymer. The appropriate mixing ratio of polymer was proposed. The design skin friction coefficient, $\beta$ and end bearing coefficient, Nq, for sand layer base on fully instrumented tested pile were proposed. The application on remedial of the lose capacity bored pile with large displacement in Bangladesh was proposed and discussed.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제18권3호
• /
• pp.277-289
• /
• 2019

In this study, an innovative anchoring approach has been developed dealing with all relevant aspects in consideration of previous works. An ultimate pulling force calculation of anchor is presented from a geotechnical point of view. The proposed umbrella anchor focuses not only on the friction resistance capacity, but also on the axial capacity of the composite end structure and the friction capacity occurring around the wedge. Even though the theoretical background is proposed, in-situ application requires high-level mechanical design. Hence, the required parts have been carefully improved and are composed of anchor body, anchor cap, connection brackets, cutter vanes, open-close ring, support elements and grouting system. Besides, stretcher element made of aramid fabric, interior grouting system, guide tube and cable-locking apparatus are the unique parts of this design. The production and placement steps of real sized anchors are explained in detail. Experimental results of 52 pullout tests on the weak dry soils and 12 in-situ tests inside natural soil indicate that the proposed approach is conservative and its peak pullout value is directly limited by a maximum strength of anchored soil layer if other failure possibilities are eliminated. Umbrella anchor is an alternative to conventional anchor applications used in all types of soils. It not only provides time and workmanship benefits, but also a high level of economic gain and safe design.