• Geomechanics and Engineering
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• 제10권1호
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• pp.77-94
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• 2016

Cyclic triaxial and resonant column tests were conducted to understand the beneficial effects of various grouted sands on liquefaction resistance and dynamic properties. The test procedures were performed on a variety of grouted sands, such as silicate-grouted sand, silicate-cement grouted sand and cement-grouted sand. For each type of grout, sand specimen was mixed with a 3.5% and 5% grout by volume. The specimens were tested at a curing age of 3, 7, 28 and 91 days, and the results of the cyclic stress ratio, the maximum shear modulus and the damping ratio were obtained during the testing program. The influence of important parameters, including the type of grout, grout content, shear strain, confining pressure, and curing age, were investigated. Results indicated that sodium silicate grout does not improve the liquefaction resistance and shear modulus; however, silicate-cement and cement grout remarkably increased the liquefaction resistance and shear modulus. Shear modulus decreased and damping ratio increased with an increase in the amplitude of shear strain. The effect of confining pressure on clean sand and sodium silicate grouted sand was found to be insignificant. Furthermore, a nonlinear regression analysis was used to prove the agreement of the shear modulus-shear strain relation presented by the hyperbolic law for different grouted sands, and the coefficients of determination, $R^2$, were nearly greater than 0.984.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권4호
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• pp.343-352
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• 2019

For quality control and the economical design of grouted sand, the prior establishment of the unconfined compressive strength (UCS) estimating formula is very important. This study aims to develop an empirical UCS estimating formula for grouted sand based on the physical properties of sands and the UCS of cured pure grout. Four sands with varying particle sizes were grouted with both microfine cement and Ordinary Portland cement. Grouted specimens were prepared at three different relative densities and at three different water-to-cement ratios, and unconfined compression tests were performed. The results demonstrate that UCS of grouted sand can be expressed as the power function of the UCS of cured pure grout: $UCS_{grouted\;sand}/1MPa=A_{soil}{\cdot}(UCS_{pure}/1MPa)^N$. Because the exponent N strongly depends on the combination of pore area and pore size, N is expressed as the function of porosity (n) and specific surface ($S_a$). Additionally, because $S_a$ determines the area of the sand particle that cement particles can adsorb and n determines the number of cementation bondings between sand particles, $A_{soil}$ is also expressed as the function of n and $S_a$. Finally, the direct relationship between $A_{soil}$ and N is also investigated.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.721-728
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• 2000

The shear behavior of sawtoothed artificial joints grouted with cement milk was investigated in the laboratory under constant normal stress conditions. Tests were conducted on joints with asperities having inclinations of 16.7$^{\circ}$ and 26.6$^{\circ}$, compresive strengths having 15MPa and 47MPa under a given range of normal stresses varying from 0.76 to 1.91 MPa and at a free condition of pitching, rolling and dilatancy. Results show that the effect of asperities on shear strength increase is significant up to asperity height to grout thickness (t/a) ratio of 0.3∼1.0. Increase of cohesion is the main cause of shear strength increase in cement grouted sawtoothed artificial joints.

• Computers and Concrete
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• 제20권2호
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• pp.145-154
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• 2017

In geological engineering, grouting with Portland cement is a common technique for ground improvement, during which micro-fine cement is applied as a slurry, such that it intrudes into soil voids and decreases soil porosity. To determine the utility and behavior of cements with different Blaine values (index of cement particle fineness) for stabilization of fine sand, non-destructive and destructive tests were employed, such as laser-ray determination of grain size distribution, and sedimentation, permeability, and compressive strength tests. The results of the experimental study demonstrated a suitable mix design for the upper and lower regions of the cement-grading curve that are important for grouting and stabilization. Increasing the fineness of the cement decreased the permeability and increased the compressive strength of grouted sand samples considerably after two weeks. Moreover, relative to finer (higher Blaine value) or coarser (lower Blaine value) cements, cement with a Blaine value of $5,100cm^2/g$ was optimal for void reduction in a grouted soil mass. Overall, study results indicate that cement with an optimum Blaine value can be used to satisfy the designed geotechnical criteria.

• 터널과지하공간
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• 제10권2호
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• pp.180-195
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• 2000

본 연구에서는 주입에 의한 암석절리면의 수직압축특성과 전단특성의 변화를 규명하기 위하여 신선한 인공절리에 대하여 시멘트현탁액을 주입한 후, 절리 압축시험과 직접전단시험을 실시하였다. 시멘트현탁액을 주입한 맞물린 단일암석 절리의 수직압축시험결과, 주입전 비선형적이었던 절리의 수직응력-수직변형곡선은 선형적으로 바뀌었으며 2 MPa까지의 수직변형은 주입전의 1/10정도로 감소하였다. 시멘트현탁액 주입후 신선한 단일암석절리에 대한 직접전단시험결과, 파괴포락선은 1 MPa내외의 점착력과주입전보다 낮은 마찰각을 가지는 것으로 나타났으며, 주입두께가 커질수록 마찰각은 더 낮아지는 것으로 나타났다. 잔류전단강도는 주입두에와의 상관성을 확인할 수 없었으나, 전단강성과 최대팽창각은 주입두께가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 주입두께에 대한 전단특성들의 감소현상들은 주입재에 의한 절리면 유효거칠기의 감소효과로부터 발생한 것으로 판단되며 직접전단시험에서 얻어진 최대전단강도를 주입두께대 거칠기평균진폭비를 포함한 경험식으로 나타내었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2007년도 공동학술대회 논문집
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• pp.241-244
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• 2007

Cement-grouts are injected into limestone cavities beneath the road in the project area, in order to improve strength and reduce permeability; the extent to which grout has penetrated in cavities need to be monitored in order to determined effectiveness of cement-grout. Geophysical approaches, offer great potential for monitoring the grout injection process in a fast and cost-effective way as well as showing whether the grout has successfully achieved the target. This paper presents the ability of surface electrical resistivity to investigate the verification of the grout placement. In order to image the cement-grout, time-lapse surface electrical resistivity surveys were conducted to compare electrical resistivity images before and after injection. Cement-grout was imaged as anomalies exhibiting low resistivity than the surrounding rocks. In accordance with field monitoring, laboratory study was also designed to monitor the resistivity changes of cement-grout specimens with time-lapse. Time-lapse laboratory measurements indicated that electrical methods are good tool to identify the grouted zone. Pre-and post grouting electrical images showed significant changes in subsurface resistivity at grouted zone. The study showed that electrical resistivity imaging technology can be a useful tool for detecting and evaluating changes in subsurface resistivity due to the injection of the grout.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권7호
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• pp.5-15
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• 2018

그라우팅을 통한 지반의 보강효과를 판단하기 위한 방법으로 코어링(coring)을 통한 일축 압축실험이 널리 실시되고 있는 실정이다. 하지만 코어링 시 원지반이 교란될 뿐만 아니라 시공비가 비싸며, 그라우팅 된 모래의 시편 준비에 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 마이크로 시멘트로 그라우팅 된 모래의 일축압축강도에 영향을 미치는 인자들을 비교/분석하고 28일 일축압축강도 추정식을 제안하였다. 마이크로 시멘트로 그라우팅된 평균 입경이 서로 다른 인공 파쇄사 (K4, K5 및 K6)의 일축압축강도는 양생기간 28일까지 선형적으로 증가하였으나 28일을 기점으로 강도의 증가율이 급격히 하락하였다. 물/시멘트(W/C) 비는 그라우팅 된 모래의 일축압축강도에 가장 큰 영향 인자이며, 일축압축강도는 W/C가 감소함에 따라 비선형적으로 증가하였다. 또한 일축압축강도는 상대밀도가 높아질수록 선형적으로 증가하였으며, 모래의 입자크기가 작아질수록 증가하는 경향을 보였으나 W/C=1, 및 K6($D_{50}=0.47mm$) 모래의 경우 필터레이션에 의하여 K4($D_{50}=1.08mm$)와 K5($D_{50}=0.80mm$) 모래의 일축압축강도보다 낮은 경향을 보였다. 실험결과를 바탕으로 마이크로 시멘트로 그라우팅된 모래의 일축압축강도를 모래의 평균입경($D_{50}$), 간극률(n)과 물/시멘트(W/C) 비의 함수로 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.259-271
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• 2006

본 연구에서는 시멘트 모르타르계 충전재에서 염화물의 확산에 의해 발생할 수 있는 록볼트의 부식 가능성을 예측하고자 하였다. 장기적인 내구성 측면에서 지하수에 포함된 황산염이나 염화물과 같은 화학적 성분들에 의해 록볼트 성능이 저하될 수 있으며, 특히 록볼트 강봉은 주로 염화물에 의해 부식된다. 이러한 록볼트의 부식은 강봉의 체적 팽창을 야기하여 결국 록볼트 충전재에 균열을 발생시키게 된다. 따라서 본 연구에서는 염화물에 의한 록볼트의 부식여부를 평가하고 록볼트의 장기 내구성을 예측하기 위한 척도로서, 시멘트 모르타르계 충전재의 염화물 확산계수를 이용하였다. 이때 염화물 확산계수를 측정하기 위하여 전기촉진시험법을 적용하였다.또한 실험실조건에서 록볼트의 인발내력을 보다 쉽게 측정하기 위하여 간단한 인발시험 시스템을 새롭게 제안하였다. 본 연구의 실험결과, 일반적인 콘크리트 재료에서보다 시멘트 모르타르계 충전재에서 염화물의 확산이 더욱 용이 한 것으로 나타났다. 즉, 록볼트가 완전 충전된 경우라 할지라도 부식을 발생시킬 수 있는 화학적 성분의 농도가 높은 경우, 화학적 성분의 확산에 의해서 단기간에 록볼트가 쉽게 부식될 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권4호
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• pp.37-49
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• 2002

본 연구에서는 고강도 고내구성 및 환경에 대한 안정성이 높은 주입재료를 주입재 형태별로 즉 현탁액형, 용액형 주입재에 배합설계를 실시하여 주입압, 지반조건에 따른 주입효과와 환경적 유해성을 분석 검토하고자 한다. 주입재 특성 및 주입효과에 대한 연구결과, 현탁액형 주입재에서는 초미립자시멘트가 보통시멘트에 비하여 상당히 높은 침투성 및 고결율을 나타냄을 알 수 있었고 용액형 주입재에 사용된 인산과 탄산수소나트륨의 경우 초미립자시멘트와 유사한 경향을 나타내었다. 주입된 고결체의 압축강도 시험결과, 현탁액형 주입재의 초미립자시멘트가 상당한 고강도를 나타났으나 용액형 주입재의 경우 현탁액형 주입재에 비하여 매우 낮은 강도를 나타내었다. 또한 주입재가 가지고 있는 환경적 유해성 여부를 평가하기 위해 대상시료를 주입재의 원재료 및 주입재의 고결시편의 양생일수에 따라 중금속 용출시험을 실시한 결과, 선정한 약액조합 및 고결체의 중금속 함량은 규제기준을 만족하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.45-51
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• 2003

암반 내에서 주입재는 토사지반에서와는 달리 절리면을 따라 맥상으로 주입되며 그 결과 암반 내의 불연속면의 특성을 변화시키게 된다. 그러므로 그라우팅 후 암반의 변형특성은 주입재가 주입되는 절리의 방향, 절리의 특성, 그리고 현지암반의 응력상태에 따라 달라지게 된다. 즉 그라우팅에 의한 보강효과를 정확히 평가하기 위해서는 암반 내의 불연속면의 특성과 주입재의 특성이 암반의 변형거동에 미치는 영향을 규명하여야 한다. 그러나 현재까지 현장에서 적용되고 있는 그라우팅공법은 시공자의 경험에 의존하고 있으며, 그 효과에 대한 검증도 현장에서의 탄성파속도 측정, 투수시험 등을 통하여 평가하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 그라우팅에 의한 댐 기초 암반절리면의 전단변형특성을 파악하기 위해서 자연암석 절리면에 OPC(Ordinary Portland Cement)와 Micro Cement를 각각 주입하여, 주입재의 종류, 절리면 거칠기의 평균진폭(a)에 대한 주입두께(t)를 변화시켜가면서 암석절리면 직접전단시험을 실시한 실험결과들을 비교 분석하여 최대전단강도, 잔류전단강도 등의 전단특성에 미치는 영향에 대하여 검토하였다.