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강관보강그라우팅 주입 조건에 따른 그라우트 확산 범위 평가에 관한 수치해석적 연구
안준범,조계춘,이윤아,이재원,민경남,조국제,Jun-Beom An,Gye-Chun Cho,Yuna Lee,Jaewon Lee,Kyeongnam Min,Gukje Jo 한국터널지하공간학회 2024 한국터널지하공간학회논문집 Vol.26 No.4
강관보강그라우팅 공법은 터널 시공 중 막장면 천단의 보강과 차수를 목적으로 시공현장에서 널리 적용되고 있다. 가장 보편적인 강관다단그라우팅 공법은 주입재의 역류를 막기 위해 강관과 보어홀 사이에 실링재를 주입하도록 규정되어 있으며 이 공정에서 긴 시간이 요구되는 실정이다. 따라서 실링 주입 공정을 제거한 강관보강그라우팅 공법이 여러 종류 제안되었으며, 대표적으로 구획을 나누어 동시에 주입하는 공법과 외부 패커를 활용해 다단으로 주입하는 공법이 있다. 시공 기간과 장비 면에서 이러한 대체 공법들의 장단점이 논의된 바 있으나 실제 지반에 각 주입 방법 별로 얼마나 주입 범위를 확보할 수 있는지에 대해서는 정량적으로 검토된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 실제 주입 공정에 기반하여 그라우트 주입 방법에 따른 주입 범위를 평가하고자 한다. 우선 그라우트의 점도를 실내 실험을 통해 계측하였다. 그리고 전산유체역학 상용 프로그램을 사용하여 수치해석 모델링을 구성하였다. 수치해석 모델링에 측정된 그라우트 물성과 현장에서의 주입 절차를 반영하여 매개변수 해석을 수행하였으며, 그 결과 주입 방식에 따라 주입 범위와 거동이 크게 달라지며 특히 비균질한 지반에서 더 두드러짐을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 확인한 주입 방법과 지반 종류, 그리고 그라우트 종류에 따른 주입 범위를 기반으로 효과적인 주입공법의 선정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. Steel pipe reinforced grouting method has been widely used to strengthen the crown of tunnel face and prevent groundwater leakage during tunnel excavation. Various injection procedures without sealing have recently been suggested to enhance efficiency. There are two representative injection methods. One is simultaneous injection in segmented batches, and the other is multiple injection using the external packer. The pros and cons of each method were discussed in terms of construction duration and equipment. However, it has yet to be discussed how the injection procedure affects the grout diffusion range in the ground. This study aims to evaluate the grout diffusion range quantitatively by considering the practical grouting sequences. The grout viscosity was measured by laboratory testing. Then, the numerical modeling was structured using the commercial computational fluid dynamics software. Finally, the grout diffusion range affected by the injection procedure and ground conditions was evaluated by performing the numerical parametric study. The results showed that the injection method highly affected the grout diffusion range, especially for inhomogeneous soil. Consequently, it is anticipated that the proper method of steel pipe reinforced grouting will be suggested.
터널 및 지중매설물 시공에 따른 지반함몰 발생 원인 및 대책에 대한 지반공학적 조사 연구
최신규,백승훈,안준범,권태혁,Choi, Shin-Kyu,Back, Seung-Hun,An, Jun-Beom,Kwon, Tae-Hyuk 한국터널지하공간학회 2016 한국터널지하공간학회논문집 Vol.18 No.2
최근 국내 빈번하게 발생되고 있는 지반함몰 현상의 원인, 현황, 대책에 대하여 지반공학적인 접근 방법으로 조사하였다. 국내 발생된 지반함몰은 대부분 터널 굴착 공사와 지중매설관의 손상에 의한 것으로 나타났다. 용산역과 석촌 지하차도 지반함몰 사례와 같이, 굴착 공사 중 지반함몰은 지하수와 토사의 과다 유출이 주된 원인으로 나타났다. 특히, 충적층과 같은 연약지반에서의 기계식 굴착 시, TBM 굴착이 멈춘 지점에서 지반함몰 위험이 큰 것으로 나타났다. 서울시에서 발생된 지중매설관 손상으로 인한 지반함몰 사고를 종합하였을 때, 시공 시의 부주의, 노후화, 연약지반에서의 관의 부등침하 등이 지반함몰의 원인으로 나타났다. 터널 굴착 공사에 의한 지반함몰은 공사 시 발생되는 지하수, 토사의 이동에 대한 모니터링을 통해 대비할 수 있다. 지중매설관 손상으로 인한 지반함몰은 지중매설관의 생애주기 분석 및 유지관리 혹은 관 상부의 토압 분산 및 토압 지지력 증대를 통하여 대비할 수 있을 것으로 판단된다. This study investigated the occurrences, causes, and mitigation of the recent ground subsidence and underground cavity generation events in Korea. Two main causes of ground subsidence are (1) the soil erosion by seepage during tunneling and earth excavation and (2) the damage of underground pipes. The main cause of the soil erosion during tunneling was the uncontrolled groundwater flow. Especially, when excavating soft grounds using a tunnel boring machine (TBM), the ground near TBM operation halt points were found to be the most vulnerable to failure. The damage of underground pipes was mainly caused by poor construction, material deterioration, and differential settlement in soft soils. The ground subsidence during tunneling and earth excavation can be managed by monitoring the outflow of groundwater and eroded soils in construction sites. It is expected that the ground subsidence by the underground pipe damage can be managed or mitigated by life cycle analysis and maintenance of the buried pipes, and by controlling the earth pressure distribution or increasing the bearing capacity at the upper ground of the buried pipes.
이은경 ( Eun Kyung Lee ),김화선 ( Hwa Sun Kim ),안준범 ( Jun Beom An ),이유정 ( You Jung Lee ),정민호 ( Min Ho Chung ),정석진 ( Suk Jin Chung ) 한국키틴키토산학회 2012 한국키틴키토산학회지 Vol.17 No.1
In research of the potential use of chitosan (Cs) as a food additives and the improvement in solubility of Cs, a graft copolymerization in chitosan (Cs) and propionic acid (Pa) was done to obtain Cs derivatives. The deacetylation of Cs was obtained at 98.7%. Viscosity average MWs of Cs, CsPa0.5, CsPa1, CsPa2 were 9.8×10 5 , 3.4×10 6 , 3.5×10 6 and 3.8×10 6 , repectively. The experimental results of antimicrobial activity in the disc diffusion method at 1000 ppm were following: CsPa2 demonstrated the best in Staphylococcus aureus and Bacillus cereus, CsPa1.5 performed best in Escherichia coli and CsPa1 showed best performance in Bacillus subtilis. Also, the results of antimicrobial activity using Cs derivatives in Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Bacillus subtilis at 1000 ppm declined as in order: CsPa2>CsPa1>CsPa0.5>Cs>Pa. Furthermore, when Cs derivatives were applied to Bacillus cereus, the antimicrobial activities at 1000 ppm were demonstrated 100%, 100%, 98.4%, 80.6%, 40.7% (in order of CsPa2, CsPa1, CsPa0.5, Pa, Cs).