• 지질공학
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• 제28권1호
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• pp.61-67
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• 2018

그라우팅 공법은 보통 포틀랜드 시멘트로 대표되는 경화재를 사용하여 지반 또는 구조물에 주입하여 보강 및 차수 등에 이용하는 공법이다. 분말 상태의 시멘트에 물을 혼합하여 교반 시키면 입자들이 응집하게 된다. 시멘트 입자들이 응집하게 되면 입자의 크기가 커져 미세한 균열에서 주입성이 낮아진다. 본 연구에서는 이러한 시멘트 입자의 응집성을 저감시키기 위해 그라우트 믹서 내부에 거름망을 설치하고 진동 발생시켜 통과하는 시멘트 입자가 분리되도록 하였다. 설치된 진동필터의 효과를 확인하기 위하여 보통 포틀랜드 시멘트, 슬래그 시멘트, 마이크로 시멘트를 각각 사용하여 비교시험을 수행하였다. 점도, 블리딩, 입도분석, 압축강도 시험을 통해 진동망을 통과하는 경우 그 특성이 현저하게 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 그라우트 믹서 내부에 진동필터를 설치하면 물과 교반 시 발생되는 응집현상을 감소시켜 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.187-195
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• 2005

지하수위 하에서 터널을 굴착하게 되면, 지하수 흐름은 터널내로 발생하면서 터널 단면에 침투력이 작용하게 된다. 본 연구에서는 지하수 흐름을 고려한 숏크리트 라이닝 거동을 지반 및 숏크리트 라이닝 상호간의 투수계수의 비율에 따라 검토하였다. 숏크리트 응력 및 변위 관계는 3차원 유한요소 연계해석을 수행하여 산정하였다. 지하수 흐름 자체는 아칭효과가 발휘되지 않기 때문에, 터널의 응력이 평형상태에 도달한 후에도 침투력은 계속적으로 숏크리트 라이닝에 작용하여 심각한 영향을 준다. 지반 및 숏크리트 라이닝 상호간의 인터페이스 특성 및 터널의 단변형상 그리고 라이닝의 두께를 포함한 숏크리트 거동의 영향 인자에 대해 매개변수분석을 실시하였다. 또한 NATM 터널에서의 침투력을 고려한 내공변위 제어법을 제안하였다. 해석결과를 보면, 숏크리트의 투수성이 낮아질수록 잔류수압에 따른 유효응력의 감소로 인해 내공변위는 감소하고 내압은 커지는 것을 알 수 있었다. 띠라서 차수성이 강한 강섬유보강 숏크리트가 해저/하저 터널의 지보재로서 더욱 유리하다는 결론을 얻었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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• pp.104-110
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• 1995

지반과 구조물의 동적 상호작용은 건설분야에서의 중요한 현상으로, 특히 지반을 통해 인근구조물로 전달되는 진동은 구조물 자체의 구조적인 문제 뿐 아니라 그 속에 거주하는 사람이나 설비에 대한 안전성 또는 사용성에 나쁜 영향을 야기할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 진동을 저감시키기 위해, 지반내에 정상적인 진동전파를 방해하는 구조물을 시공하여 진동 저감효과를 만들어 내는 방법을 연구하였다. 이러한 연구의 발상은 다음과 같다. 충진지반에서의 지반진동의 진폭을 해석하면서 진동의 크기가 기저암의 위치에 따라 큰 영향을 받는 것을 알았고 이로부터 지반내에 인위적인 층을 만들수 있다면 지반진동의 크기를 변화시킬 수 있지 않을까라는 생각에서 본 연구를 시작하였다. 또한 지반 내에서의 정상적인 진동의 전파를 방해하기 위한 차진 구조물을 만드는 방법은 연약지반의 강도중대 또는 차수의 목적으로 주로 사용하고 있는 그라우팅공법의 사용이 가능할 것이므로, 기존의 그라우팅현장에서 만들어진 지반의 물성치들을 사용하여 경계요소법에 의한 수치해석적 방법을 택하였다. 본 연구에서는 그라우팅공법의 시공성에 관한 것은 포함되지 않는다. 본 논문에서는 지반의 구조를 경사구조와 수평지반구조라는 두가지 특징적인 경우에 대해 검토하였다. 이중 경사진 기저암층을 가진 지반의 경우에는 기저암에서 진동의 비대칭적인 반사에 의해 수평기저암에서와는 달리 기저암의 한쪽에서 다른쪽에 비해 큰 진동이 발생한다. 그라우팅층의 효과를 검토하기 위한 연구의 순서는 일정주파수의 조화진동에 대해 먼저 여러 가지 크기의 그라우팅층과 함께 블록으로 볼 수 있는 크기의 그라우팅층에 대해 진동저감효과를 해석하였고, 이를 통해 보강층의 소요크기 및 최적위치를 구하였다. 사용된 물성치는 실제 지하철 건설현장에서 나타난 지반물성치 및 그라우팅후의 지반강도 및 전단파전파속도를 이용하였다. 또한 마지막에서 검토된 기차하중에 대한 효과를 알아보기 위해 사용된 기차운행에 의한 지반가속도도 역시 측정된 값을 사용하였다. 그러나 당시의 기차운행속도가 낮아 정상적인 운행에서는 더 큰 값이 나올 것으로 판단되었으나 측정된 값을 그대로 사용하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권11호
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• pp.11-20
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• 2020

연약지반 차수 및 보강용 그라우트에 대하여 다양한 양생조건에서 초기 및 장기재령에 걸쳐 내구성에 대한 검토를 수행하였다. 그라우트는 물유리계, 급결광물계 및 아크릴고분자계를 대상으로 하였으며, 양생조건은 수도수(청수) 양생, 인공해수 양생 및 대기 양생으로 하고, 시험은 재령별 일축압축강도와 길이변화량 및 중량변화량에 대하여 수행하였다. 인공해수는 MgCl₂와 MgSO₄ 수용액을 각각 제조하여 사용하였다. 급결광물계와 아크릴고분자계는 수도수와 인공해수에서는 내구성에 큰 변화가 없이 안정적으로 양생되는 반면 물유리의 경우 수도수에 비해 인공해수조건에서 매우 급격한 내구성 저하가 발생되었다. 대기 양생조건에서는 모든 경우에서 수도수 양생에 비해 내구성이 저하되는데, 특히 급결광물계와 물유리계에서 중량감소가 각각 약 62% 및 60%로 큰 내구성 저하가 발생되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.773-786
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• 2018

본 연구에서는 강관다단공법에 사용되는 씰링재의 점도특성에 대한 연구를 수행하였다. 씰링재는 차수 및 공벽 안정성 확보 기능과 더불어 후속공정인 그라우트재 주입 시 주입이 원활히 될 수 있도록 최소한의 강도를 보유하여야 한다. 교반조건에 따른 씰링재의 특성을 점도를 통하여 간접적으로 파악하였다. 초기 물과 벤토나이트의 사전 교반 특성에 따라 점도의 급격한 증가 시점이 상이하게 나타났다. 사전교반 시간이 길수록 벤토나이트가 팽윤 할 기회가 많아지므로 상대적으로 짧은 시간에 점도의 급격한 증가 현상이 나타났다. 또한 급격한 점도 증가 이전 단계에서는 물/시멘트/벤토나이트 혼합물이 틱소트로피 거동을 보이다가 점도 증가 이후부터는 레오펙시 거동을 보인다. 또한 사전 교반 시간은 혼합물이 재료분리 거동에도 영향을 미침이 확인이 되었다. 따라서 본 연구결과를 바탕으로 씰링재의 요구성능 및 배합절차에 대해서 추가 논의가 필요하며, 향후 시멘트와 벤트나이트의 상호작용에 대해 심도 깊은 연구를 통하여 현장에서 적용 가능한 가이드 도출이 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제37권2호
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• pp.225-234
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• 2004

춘궁동 오층석탑(보물 제12호)의 암석학적 풍화와 훼손도를 진단하였다. 이 석탑의 정면은 N30$^{\circ}$W를 향하고 있으며, 구성암석은 안구상 편마암과 흑운모 화강암이다. 석탑을 이루는 암석은 박리와 변색이 심하고, 조암광물은 화학적 및 광물학적 풍화에 의하여 점토광물로 변질되어 있다. 석탑의 표면과 부재사이에는 지의류와 이끼류의 모근 및 포자류가 기생하고 있으며, 하단부는 이미 고등식물이 천이하고 있다. 따라서 석탑의 표면에 피복된 지의류와 불연속면에 서식하고 있는 잡초를 제거하기 위한 생화학적 처리가 요구된다. 이 석탑의 구조적 안정을 위해서는 부재사이에 틈이 없도록 재조립을 해야 하며, 삽입한 철편도 제거한 후에 석조문화재 보강용 충전제를 이용한 보존처리가 필요하다. 또한 석탑에 미치는 지면의 습도를 저감하기 위한 차수층의 설치도 고려되어야 할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.97-106
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• 2004

토피고가 낮아 지반의 자립성이 적은 토사층, 풍화암층에서 시공되는 터널 구조물의 경우, 시공중 붕락을 방지하고 단기적인 안정성을 확보하기 위해서 보조공법들이 사용되는데 특히, 터널의 보강과 차수효과를 동시에 얻을 수 있는 강관 다단 그라우팅 공법(Umbrella Arch Method)이 많이 적용되고 있다. 그러나, 국내에서는 아직 본 공법의 적용에 있어 외국자료나 경험적 방법에 의한 설계 및 시공이 이루어지고 있는 실정임을 감안할 때, 합리적이고 이론적인 설계 및 해석기법의 도입이 필요하다. 본 논문에서는 강관 다단 그라우팅 공법을 적용한 NATM 현장에서 계측을 통해 터널 굴착에 따른 강관의 거동을 분석하고, UAM 설계시에 적용할 수 있는 하중계를 제안하였다. 그리고, 제안된 하중계를 바탕으로 실제 현장에서 적용할 수 있는 UAM의 설계지침 즉, 강관길이$(L_e , L_b)$, 중첩시공거리(x), 횡방향 설치간격 등을 결정할 수 있는 설계법을 제안하였다.

• 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.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.151-165
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• 2021

차수 및 보강을 목적으로 암반 내 수행되는 그라우팅은 여러가지 이유로 어려운 작업공정 이므로 세밀하게 수행되어야 한다. 가시적으로 확인이 불가능한 불연속면의 틈 사이로 주입되는 그라우트의 주입거동을 최적화 하면서 지반조건에 대응하는 주입방법의 도출이 필요하다. 본 연구에서는 주입압과 주입재 체적의 곱인 GIN (Grouting Intensity Number)를 보완하여 JRC에 따른 주입압의 감소 현상 및 주입압력으로 인한 절리의 열림 현상을 고려한 수정 GIN 기법을 제안하였다. 해당 방법에 대한 검증을 위하여 현장시험을 수행하였으며 지반조건에 대응하는 GIN의 산정 및 주입압과 주입양의 제어를 통해서 GIN의 한계를 준용하여 주입을 수행하였다. 그 결과 합리적인 그라우팅 작업의 수행이 가능하였으며 지반의 투수계수 또한 10^-1~10^-2 cm/sec 수준의 저감을 보였다.

• 지질공학
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• 제31권1호
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• pp.83-101
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• 2021

고밀도 폴리 우레탄 공법은 주입 물질의 순간 팽창압을 이용하여 연약지반의 불안정한 지반의 안정화를 위해 적용되며 내구성이 매우 탁월한 친환경 공법이다. 순간 팽창압에 의해 연약지반 보강 및 복원, 차수공사가 가능하다. 본 주입공법의 경우 작업시간이 매우 짧고 신속하여 열악한 환경에서도 타 공법보다 접급성과 작업성이 매우 탁월하다. 따라서 본 연구에서는 고밀도 폴리 우레탄이 지반 내에서 작용하는 물리·역학적 특성을 검증하고자 하였다. 먼저, 주입재료의 강도정수 및 물성값을 확인하기 위하여 일축압축강도시험, 직접전단시험, 토압시험 등을 수행하였고 환경적인 문제에 대한 부분을 확인하고자 투수시험 및 토양환경안정성 시험을 수행하였다. 실험결과, 조밀한 사질토와 단단한 점성토를 대상으로 비교하였을 때, 내부마찰각은 약 2배, 점착력은 약 2.5~3.5배 이상 높은 것으로 확인되었고, 투수계수 또한 1.0 × 10-5의 범위 이내를 만족하며, 기존 그라우팅 공법과 비교하였을 때 현저히 낮은 투수계수를 확인할 수 있었다.