• 한국지반공학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.61-72
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• 2002

본 논문은 지하구조물의 누수에 대한 지수공법으로 이용되는 시멘트그라우팅 지수기법의 주입특성을 파악하고자 모형토조실험을 실시하였다. 모형토조 내의 지반조건은 현장상황을 재현시키기 위하여 대상시료토, 다짐정도, 함수상태를 변화시키고 주입재, 주입비, 주입압력, 주입량, 주입속도 등 주입조건을 다양하게 변화시켰다. 모형실험결과, 주입재의 침투성에 영향을 미치는 주요 요소는 토질의 종류 및 다짐정도임을 알 수 있었다. 따라서 적정 주입효과를 얻기 위해서는 주입시행 전에 배면지반의 상태를 정확히 파악한 후 주입을 하는 것이 필요하며 이와 같이 지하구조물에서의 누수 발생시 배면 지반상태의 파악은 지수기법 선정시 중요한 요소인 것으로 파악할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.15-19
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• 2024

본 연구는 대심도 조건에서 고효율 그라우팅 기술 개발을 목표로 하여, 다양한 주입 재료의 적용 가능성을 실험적으로 검증하였다. 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)와 마이크로 시멘트(MC)의 입자 크기 분석 및 주입 모형 실험을 통해 각 재료의 주입성능을 평가했다. 국내 대심도 기준, 즉 지하 40미터 이하 조건에서 Barton's Cubic Network 이론을 활용하여 암반 절리 간격을 산정했으며, 선정된 조건에서 입자 크기의 통과 가능성을 분석한 결과, MC는 암반 절리 간격을 통과한 반면, OPC는 간극을 통과하지 못하였다. 실험 장치 및 면적 계산 프로그램을 활용한 주입 모형 실험 결과에 따르면, OPC는 입자 크기가 크기 때문에 주입에 실패한 반면, MC는 고점도 조건에서도 주입이 가능한 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 주입 재료에 따른 대심도 조건에서 그라우트 재료의 적용 가능성을 정량적 및 가시적으로 도출하였으며, 고점도 MC 재료는 대심도 암반 절리면 차수 보강에 효과적일 것으로 예상된다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.217-225
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• 2003

지반보강 그라우팅은 대상지반의 공학적 특성 및 사용 목적에 따라 주입재 종류, 주입압력, 주입량 등을 적절히 선택해야 효율적이고 경제성 있는 시공이 될 수 있다. 특히, 압력 그라우팅 공법을 견고한 암반층이 아닌 일반 토사층에 적용시 압력이 높은 경우 수압파쇄에 의한 주입재 이탈 등의 문제가 발생하기 쉬우므로 현장조건에 알맞는 주입압력을 미리 설정하는 것이 필요하다. 이 연구는 느슨 내지 중밀 정도의 쇄석과 모래를 이용한 실험실 모형시험을 통하여 적정 주입압과 주입방법을 밝히기 위해 수행되었다. 최적 주입압, 주입량 그리고 주입시간을 조사하기 위해 실험과정에서 주입조건을 변화시켰다. 시험결과로부터 쇄석 및 모래지반에서 압력그라우팅의 최적 주입압은3~4kg/$cm^2$ 임을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.229-236
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• 2002

본 논문은 실용화된 지반개량용 마이크로시멘트 및 보통포틀랜드시멘트의 주입특성에 관한 연구로서 기초물성, 고결율, 침투성과 같이 실험적으로 주입재의 입도와 다짐정도를 조정하고, 주입대상 토사지반의 투수계수를 3종류로 변화시컥 약액주입의 주요 특성을 검토한 것이다. 주입재의 적용성을 평가하기 위하여 고결성 시험 및 침투성 시험을 실시한 결과, 모형토사지반의 상대밀도에 따른 투수계수를 $10^{-4}$~$10^{-2}$cm/sec로 변화시킨 경우, 마이크로시멘트는 투수 계수 $10^{-4}$cm/sec에서 유효고결율 75%, 침투주입율 86%로서 침투성 및 고결성이 우수한 결과를 나타낸 반면, OPC는 $10^{-2}$cm/sec에서 유효고결율 및 침투주입율이 50% 미만으로서 원활한 침투주입이 될 수 없음을 알 수 있었다. 댐 기초 지반 및 연약지반의 보강을 위해 주입재의 침투성이 요구되는 경우에는 마이크로시멘트가 적용성이 매우 우수한 것으로 판단된다. 동수지중 모형시험 결과 유속이 상대적으로 느린 경우 주입압이 높을수록, 완결형 주입재가 고결효과가 우수한 반면, 유속이 빠른 경우에는 완결형의 경우 주입재의 대부분이 외부로 유출되는 등 유효고결율이 매우 낮아 고결효과가 불량함을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.667-674
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• 1998

NAPL로 오염된 토양이나 지하수에 스팀을 주입하여 제거하는 과정을 모의하는 수치모형은 다양한 현장상황에서의 적절한 작업조건을 설계·평가하는데 매우 유용한 도구가 될 수 있다. 스팀주입에 의한 NAPL 제거과정을 다상, 다요소 시스템의 비등온 과정으로 기술하는 지배방정식에 기초한 T2VOC를 이용하여 1 및2차원상황에 대하여 수치해석을 수행하였다. 1차원의 경우 수치해는 실험상 어려움으로 인한 편차를 제외하고는 실험에서 얻은 컬럼내 온도분포와 비교적 좋은 일치를 보였다. LNAPL인 xylene과 DNAPL 인 TCE에 대한 2차원 해석도 상이한 물성에 상응하는 분포와 제거과정을 합리적으로 예측하는 것이 가능함을 보여주었다. 수치모형의 활용범위는 실험적으로 확인하기 여려운 기화에 의한 가스의 생성과 같은 복잡한 과정의 구명을 비롯하여 스팀주입기술의 현장적용시 매우 넓을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.349-360
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• 2003

본 연구에서는 절리를 포함한 터널주변 암반의 안전성 강화 및 지하수 유입 억제공으로 사용되는 침투그라우팅에 대한 모형화 기법을 제시하고 관련 매개변수 해석을 실시하였다. Bingham 모형을 적용한 시멘트 그라우팅재는 정상류 흐름으로 가정하여 해석의 편의를 도모하였으며 UDEC을 이용한 해석결과, 절리의 두께 및 주입압이 침투그라우팅에 의한 확산범위를 결정짓는 주요 변수임을 확인하였다. 침투그라우팅 모형을 근간으로 할렬그라우팅 해석을 위한 수치모형을 제안하였으며 암반의 인장강도와 점착력이 할렬의 주요변수임을 입증하였다. 한편, 주입후 지반보강효과를 정량적으로 검토하기 위하여 직교 이방성 물성을 계산할 수 있는 알고리즘을 제시하였으며 이 결과 주입후 약 3~4배 정도의 강성도 증진효과를 확인하였다. 향후 본 연구결과는 그라우팅재 주입에 의한 투수계수 저감효과 혹은 지하수 억제공법 등의 설계기법에 적용될 수 있으며 관련 실험도 수행될 예정이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.99-111
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• 1999

천공굴착을 선행하게 되는 배토형 auger-cast 말뚝의 경우, 굴착 및 지반교란에 의한 횡방향응력의 감소로 인하여 주면마찰력이 타입식 말뚝에 비해 작게 발휘되는 것이 일반적이다. 이러한 auger-cast말뚝의 주면마찰력을 향상시킬 수 있는 방법으로 팽창제의 사용과 가압주입의 적용효과를 고찰하고자 다짐 조성된 화강풍화토 지반에서의 팽창성 몰탈을 사용한 auger-cast 모형말뚝의 실내실첩을 실시하였다. 모형말뚝은 팽창제의 양과 주입방법, 그리고 토조가압의 조건들을 변화시키면서 모형토조안에 제작되었다. 실험결과 팽창제의 사용이 증가함에 따라 말뚝의 주면마찰력이 점점 증가하는 경향으로 나타났으며, 이러한 증가의 폭은 가압주입이 적용되었을 때 더 뚜렷하게 발생하였다. 일반 몰탈을 가압 없이 주입하여 시공한 말뚝의 주면마찰력과 비교하여, 가압주입 없이 팽창제만 사용된 경우, 그리고 팽창제와 가압주입이 병행되어 사용되어진 경우 각각 2%, 그리고 56%까지 주면마찰력이 증가되는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.75-82
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• 2014

최근 대형화되고 있는 제주도의 토목공사에 약액주입공법을 비롯한 여러 가지 종류의 지반보강공법을 실시하고 있다. 이에 본 연구에서는 지반보강공법 시에 주입효과가 탁월하고, 주입재의 강도가 우수하며, 영구적인 차수 및 보강에 적합한 재료, 주입조건 등을 실험을 통해 규명하였다. 실내시험으로는 제주도 송이 지반의 기본 물성시험을 실시하였고, 주입재의 일축압축강도시험과 내구성시험을 통해 주입재의 종류를 선정하였다. 송이의 모형지반을 조성하여 주입량 결정시험 및 모형토조를 이용한 주입범위 평가시험을 통해 선정된 재료의 주입성능을 확인하였다. 시험결과 MSG가 보통시멘트에 비해 강도, 내구성, 주입성능 모두 우수하게 나오는 것으로 분석되어 향후 약액주입공법으로 설계 및 시공 시 설계보조자료로서 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.15-23
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• 2023

그라우팅 공법은 연약지반의 차수 및 보강을 목적으로 시공되는 공법이다. 그라우트가 지반 내에 주입될 때, 지반을 구성하는 지반의 형태, 토립자의 크기, 공극율 및 지하수의 유무에 따라 그라우트가 침투 및 확산하는 형태가 다양하게 나타나고 있으나, 그라우팅 설계 시에는 이러한 요인을 적용하기 어려운 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 전도성 재료를 함유한 그라우트를 지반내로 주입하는데 있어서 전도성 재료 첨가에 따른 그라우트의 침투 성능을 파악하기 위하여 실내시험을 수행하였다. 주입시험에서는 전도성 재료를 혼합수의 0%, 3% 및 5%를 그라우트에 첨가하고, 원지반 조건을 자갈과 규사로 구성된 다양한 지반으로 조성하였다. 전도성 그라우트는 전용주입장치를 사용하여 모형지반 내로 압력에 의해 주입되면서 주입시간(t), 압력(p), 유속(v) 및 주입량(q)를 계측하고, 모형지반 내 주입된 경화체를 채취하여 침투성능을 평가하였다. 그라우트 주입실험 결과에서는 전도성 재료의 사용량과 그라우트 주입율은 역의 관계를 나타내었으며, 모형지반 토립자 크기에 따라 침투형태가 변화되는 것을 확인하였다. 전도성 재료를 함유한 그라우트는 지반 내 침투가 비교적 양호하고 경화체의 강도 및 내구성이 우수하여 그라우트의 침투범위 측정을 위한 첨가제로 사용하는 것이 가능하다고 판단하였다.