• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.1264-1273
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• 2010

Soil-bentonite cutoff walls are widely recognized to be the effective barrier for containment of wastes and groundwater. Bentonite cake is usually found remaining on the trench surface due to the use of bentonite slurry during the excavation for the cutoff wall construction. Defects also inevitably take place due to the inappropriate construction procedures or improperly mixed soil-bentonite backfill. The defects include insufficient keys and windows in the soilbentonite cutoff wall. In this study, the performance of the soil-bentonite cutoff wall is evaluated based on the flow rates through the wall. Three-dimensional numerical models were applied to simulate the groundwater flow through the soil-bentonite cutoff walls of typical geometries with consideration of the defects and bentonite cake. Results of the simulations showed that the bentonite cake has no effect in the insufficient key cases. In the keyed wall cases, the bentonite cake with very low hydraulic conductivity significantly impedes the flow of groundwater through the wall. The presence of the bentonite cake not only compromises the window defect but also renders the wall construction more effective in blocking the groundwater flow. These findings show the significance of the bentonite cake in a soil-bentonite cutoff wall construction.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집(I)
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• pp.457-462
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• 1999

The purpose of this study is to design the requirements for the materials of stabilizing slurry and to determine the optimum slruuy mix design used in the underground wall of Inchon LNG #213 and 214 tank. After the materials and mix conditions of stabilizing slurry investigated and tested, we propose materials and optimum mix design according to testing items including funnel viscosity, we propose materials and optimum mix design according to testing items including funnel viscosity, fluid loss, cake thickness and specific gravity. As this results, we select optimum mix design that the upper limit ratio of bentonite is 2.0%, polymer is 0.1% considering the funnel viscosity and dispersion agent is 0.05% considering the fluid loss. Also we select all materials which are composed of GTC4 as bentonite, KSTP as polymer and Bentocryl as dispersion agent. All test results are satisfied our specifications for stabilizing slurry.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권12호
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• pp.45-54
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• 2016

본 연구에서는 벤토나이트로 굴착 트렌치의 안정성을 유지하면서 시멘트와 벤토나이트 혼합물을 불투수벽체의 재료로 사용하여 지중차수벽체를 구성하는 새로운 시공방법에 대해 고찰하였다. 강화벤토나이트 차수벽체공법은 굴착된 구역을 균질하게 차수재료로 치환하므로 일반적인 그라우팅공법에 비해 차수효과의 예측과 시공성과의 검증이 보다 용이한 장점을 지닌다. 또한 강화벤토나이트 차수벽체공법은 시공 장비가 단순하고 시공 순서가 간단하므로 경제적인 측면에서도 큰 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 다양한 실내실험을 통해 배합재료와 배합방법의 변화에 따른 강화벤토나이트 차수벽체의 공학적 특성을 고찰하였으며, 본 공법의 실무 적용 시 시공비용 결정과 벽체의 설계를 위해 가장 중요한 표준 배합비와 배합방법을 제시하였다. 마지막으로 차수벽체를 구성하는 재료들의 결합재로 사용되는 일반포틀랜드 시멘트와 고로슬레그 시멘트의 효과를 비교하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1998년도 준설 및 환경매립에 관한 학술세미나
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• pp.119-159
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• 1998

• 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.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권1호
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• pp.66-72
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• 2013

In this study, the thermal conductive characteristics and basic properties of the nine commercial products of bentonite grouts were studied. Six of the nine products for ground heat exchanger systems are imported and others for civil engineering are domestic. The thermal conductivities of all bentonite products are nearly similar among products. The free swell indexes, viscosities and filter losses of the ground heat exchanger grouts are lower than those of the civil engineering ones. These characteristics seem to increase of the fluidity to fill the bentonite slurry to bore-hall perfectly, rather than to prevent underground water penetration. Thus, the mixtures of bentonites and sands are recommended for high thermal conduction grouts.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.53-62
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• 2011

연직 차수벽 시공 시, 벤토나이트 슬러리는 토양층으로 여과되면서 차수벽의 측벽 표면에 필터케익 층을 형성하고 이렇게 형성된 필터케익은 차수벽의 자체 투수계수보다 매우 낮은 값을 갖는다. 본 연구에서는 수정 fluid loss 시험을 수행하여 다양한 작용압력 하에서 슬러리월 시공현장에서 주로 사용되는 세 가지 종류의 벤토나이트로 형성된 필터케익의 투수계수를 평가하였다. 수정 fluid loss 시험에서는 일반적인 연직 차수벽 시공 조건을 반영하기 위해 중량비 4, 6, 8% 농도의 벤토나이트 슬러리를 적용하였다. 벤토나이트 필터케익의 투수계수를 예측하기 위해 수정 fluid loss 시험 결과를 기존에 제안된 두 가지 방법을 이용하여 해석하였다. 본 연구결과로부터 평가된 세 가지 벤토나이트 필터케익의 투수계수는 $2.15{\times}10^{-11}m/s$와 $2.88{\times}10^{-10}m/s$ 범위로 이는 일반적인 연직차수벽 뒤채움재의 설계값 보다 10-1000배 가량 작음을 알 수 있다. 또한, 필터케익 내 응력분포와 필터케익의 두께가 각 조건에 대해 비교되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.27-32
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• 2021

최근 기후변화로 인한 집중호우 및 태풍 등으로 농업용 저수지의 설계빈도를 초과하는 호우가 빈번히 발생하고 있어 농업용 저수지와 같은 수리시설물의 안전에 대한 관심이 증가하고 있다. 현재 국내에는 17,140여 개소의 저수지가 공용 중에 있으며, 이 중 83.87%가 1970년 이전에 건설되어 저수지의 노후화에 따른 안정성 확보를 위해 저수지 제체에 다양한 공법을 활용한 보수·보강을 실시하고 있다. 그 중 cement-bentonite 벽체를 활용한 공법은 굴착과 동시에 cement와 bentonite로 이루어진 slurry로 지중연속벽체를 시공하는 공법으로 시공방법이 간편하고 시공속도가 빠르며 굴착구역을 즉시 치환함으로 차수벽체의 균질성을 확보하여 성능이 우수하다는 장점이 있다. 그러나 이와같은 장점에도 불구하고 국내에서는 적용사례가 많지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 cement와 bentonite의 혼합량을 변화시켜가며 강도변화 및 투수특성 등을 구명하여 저수지 제체의 보수·보강을 위한 cement-bentonte 벽체의 적정혼합량은 cement 200kg/m³, bentonite 60~80kg/m³인 경우가 가장 적합하다는 결론을 도출하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.243-256
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• 2019

슬러리 쉴드 TBM (Slurry shield TBM) 공법에서 벤토나이트 슬러리의 침투와 필터 케이크의 형성 여부는 공법의 적용성에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 그러나 벤토나이트 슬러리는 해수와 접촉하였을 때 팽윤성과 점도가 저하되어 공법에 대한 적용성을 확보하기 어렵다. 본 연구에서는 해수의 영향에 따른 슬러리 쉴드 TBM 공법의 적용성 변화를 평가하기 위해 슬러리의 해수 비율을 다르게 하여 주입 실험을 수행하였고 해수가 슬러리의 폐색 현상에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과, 해수의 비율이 0%에서 20%까지 증가할수록 폐색 효과에 의한 슬러리 쉴드 TBM 공법의 적용성을 나타내는 slurry clogging criteria (SCC)가 최대 67%까지도 감소하는 것을 확인하였다. 또한 슬러리의 물리적 성질이 동일함에도 지반 조건에 따라 SCC값이 공법 적용에 문제가 없는 수준에서 공법 적용을 위해 슬러리에 추가적인 처리를 요하는 수준으로 변화하는 것을 통해 슬러리 쉴드 TBM의 적용성을 평가할 때 슬러리의 특성뿐만 아니라 지반 조건에 대한 고려도 필요함을 입증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.599-615
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• 2022

한강과 같은 하저지반을 안전하게 굴착하기 위해서는 고수압 막장면에 대응할 수 있는 이수식 쉴드 TBM 공법을 적용한다. 이수식 쉴드 TBM 공법은 지하철 프로젝트에 널리 활용되어 왔는데 도심지 지하철 공사는 지하에서 연결되기 때문에 굴착토를 대부분 전량 사토해왔으며 필터케이크(벤토나이트)도 폐기물처리를 했다. 이와 달리 도로공사는 절성토의 최적화를 위해 굴착되어 나온 토석을 외부로 반출하는 것이 아니고 대부분 성토재로 활용하는 특징이 있어 굴착토의 활용방안이 프로젝트 성공의 중요한 요소가 된다. 이수식 쉴드 TBM 공법에서 굴착토는 이수재로 사용하는 벤토나이트와 굴착된 토사, 풍화암, 연경암 등이 섞여서 배니관을 통해 이수처리플랜트로 운송되면 이수처리플랜트에서 처리과정을 거쳐 크기별로 분리 배출된다. 이러한 굴착토 중 세립질의 토사는 필터케이크와 함께 폐기되어 왔으나 그 성분에 독성이 없고 조립토와 적정 비율로 혼합하여 사용하면 성토재의 품질기준을 만족할 수 있어 그 활용방안에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구는 이수식 쉴드 TBM 공법의 굴착토의 활용에 있어 제도적·기술적 기준을 고찰하여 필터케이크와 골재를 도로공사의 성토재로 활용하는 방안을 도출하였다. 벤토나이트는 몬모릴로나이트로 구성된 점토이며 터널 원지반의 굴착토 또한 독성이 없는 상태로 이를 폐기물 처리하는 것은 사회적 비용이 낭비될 수 있기에 오히려 귀중한 자원으로 재활용하여 향후 이수식 쉴드 TBM 프로젝트를 수행하는 지하공간 개발사업에 도움이 되고자 기대한다.