S.M.I 공법의 내구성 및 차수특성에 관한 실험적 연구

신효희(Hyohee Shin),박민철(Minchul Park),박경한(Kyeonghan Park),서지원(Jeeweon Suh),이송(Song Lee) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회논문집 Vol.14 No.1

본 연구에서는 대표적인 물유리계 공법인 SGR 공법과 SMI 공법을 실내시험으로 공학적 특성을 비교한 것으로, 각 조건별 양생기간과 양생조건에 따라서 내구성, 강도 및 차수특성, 환경 영향성을 비교 ? 분석하였다. 그 결과 내구성의 경우 SGR 공법은 SMI 공법에 비해 최대 23배 정도 체적변형이 발생하였고, 환경에 미치는 영향은 두 시료 모두 안전한 것으로 나타났다. 차수특성의 경우 SMI 공법은 최대 24% 정도 감소하였으나 SGR의 경우 체적변형이 급격하게 발생하여 간극이 커져 투수계수가 커지는 경향을 나타냈으며, 강도특성은 SMI 공법이 SGR 공법 보다 호모겔의 경우 약 11.0배, 샌드겔의 경우 약 3.9배 정도 높게 나타났다. 이러한 주원인은 SMI 공법은 SGR 공법 보다 용출현상으로 인한 체적변형이 적게 나타났기 때문으로 판단된다. On this study, engineering properties of SGR method and SMI method, which are typical sodium silicate methods, were compared through the laboratory test and durability, strength, waterproof characteristic and environmental effects were compared and analyzed with period and condition of curing on each case. As a result of durability test, volume change of SGR is approximately 23-times greater than SMI and the effects on environment are appeared safe on all method. In case of waterproof characteristic test, permeability coefficient is decreased about 24% on SMI, whereas on SGR permeability coefficient is showed to increase because rapid volume change make wider void. Strength characteristics of SMI are appeared higher about 11-times in case of homogel and 3.9-times in case of sandgel than SGR. Which is because volume change of SMI, caused by leaching, is smaller than SGR.

세립분 함량에 따른 준설토의 분리 퇴적 특성

박민철(Park Minchul),이종경(Lee Jongkyung),신효희(Shin Hyohee),이송(Lee Song) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.6

준설매립이 활발히 진행되고 있는 서해안 지역 준설토는 일반적으로 조립분 함량이 높다. 이 지반을 펌프로 준설 시 토출구의 위치 및 흙의 공학적 성질에 따라 다른 거동을 나타낼 것이다. 따라서 본 연구에서는 세립분 함량 변화에 따른 준설토의 분리 퇴적특성을 구현하기 위해서 상사의 법칙을 적용하여 길이 2,650㎜, 폭 770㎜, 높이 735㎜의 모형토조장비를 제작하여 SM과 ML시료로 단계투기방법과 함수비 300%, 500%, 700%에 대하여 실험을 실시하였다. 분석결과, ML시료는 초기함수비가 높을수록 침강완료시간에 빨리 도달하였고 확산거리가 멀어질수록 침강시간은 길어졌다. SM시료는 확산거리 120㎝까지 조립토의 거동을 보이며 그 이상의 확산거리에서는 세립분의 영향으로 ML시료와 비슷한 경향을 보였다. 함수비와 세립분 변화 역시 ML시료는 심도가 낮아지고, 확산거리가 멀어질수록 통과율이 커지고 함수비는 작아짐을 확인할 수 있었고, SM시료는 확산거리가 가까운 구역에서는 조립토가 쌓여있고 먼 구역에서는 세립토가 쌓여있어 두 시료의 경계지점인 120㎝∼160㎝을 기준으로 세립분 함유량과 함수비의 큰 차이가 보임을 확인하였다. 또한, 전단강도는 확산거리에 따라 ML-최대 2.97㎪, SM-최대 10.2kPa임을 확인할 수 있었다. Dredged and reclaimed ground in progress at the West Coast has a high content of coarse particles. There will be different behaviors depending on the location of outlet and engineering properties of soil when its ground is dredged by a pump. Therefore, the experiments were conducted that were manufactured about the chamber equipment of length 2,650㎜, width 770㎜, height 735㎜, experimented step filling method and water content about 300%, 500% and 700% respectively with SM and ML samples in order to realize segregating sediment characteristics of dredged ground with changing much fine. With results of analysis, ML sample by higher initial water content was reached to the period of complete sedimentation and coefficient of sedimentation consolidation increased with increases of diffusion distance. SM samples showed behavior of coarse soil with diffusion distance 120㎝, diffusion distance of more than 120㎝ showed a similar tendency with ML sample under the influence of fines. In ML sample, it could be also found that lower depth and the more increasing diffusion distance increase in percentage of sieve #200 but water content decreases. In SM sample, it could be also found that coarse soil was piled at near the diffusion distance zone but fine soil was piled at the far diffusion distance zone and prominent difference showed between percentage of sieve #200 and water content(%) by boundary point 120㎝∼160㎝ of both samples. Also, shear strength was expressed ML-maximum 2.97㎪, SM-maximum 10.2kPa with diffusion distance.

외수압에 의한 강관 라이닝 좌굴 사례 연구

정규정(Chung, Kyujung),정경문(Chung, Kyungmun),신효희(Shin, Hyohee),김대호(Kim, Daeho) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.12

외수압에 의한 강관 라이닝 좌굴 사례를 조사, 평가하여 강관 라이닝의 안전성에 미치는 요소 및 그 중요도를 산정하고자 하였다. 대상터널은 ○○광역상수도 도수시설인 직경 2m의 수로터널로서 터널 라이닝은 내부의 강관 라이닝과 배면의 뒷채움 콘크리트로 구성되어 있다. 두 개의 수로터널에서 발생된 강관 라이닝 좌굴 손상을 대상으로 손상의 형태 및 설계 조건을 상세하게 조사하였다. 좌굴 손상에 적용 가능한 좌굴 안전성 평가방법을 기존의 문헌 자료를 참조하여 선정하였으며, 손상에 대한 조사결과와 비교하였다. 또한 본 지역의 수리지질학적인 특성이 좌굴 손상에 미치는 영향을 검토하였다. 연구결과 수리지질학적 지층특성뿐만 아니라 터널 라이닝의 적절한 시공이 강관 라이닝의 좌굴에 영향을 미치는 중요한 요소이며, 외수압의 크기 결정은 수리지질 특성에 따라 산정되어야 하는 것을 알 수 있었다. 기존 손상 사례에 대한 연구는 압력 수로터널의 강관 라이닝에 대한 설계, 시공 및 유지관리 기간 중의 문제점 및 개선사항을 도출하는데 활용될 수 있을 것이다. The main objective of this paper is finding the influence factors and their degree of importance to steel liner"s safety by investigating and evaluating the buckling incidents of steel tunnel liner under external water pressure. The study was based on the detailed investigation to the design conditions and incident shapes at 2m diameter waterway tunnel with a partially buckled internal steel liner and concrete backfilled lining as the raw water transmission pipe line of regional water supply project. Appropriate buckling theory capable of applying this incident points was selected by referring the existing literature and compared with the results of investigation. Also, hydrogeological characteristics of this site on buckling pressure was evaluated. The result of this study was shown that both the hydrogeological characteristics of upper geologic layers and proper tunnel construction are important factors on buckling at steel liner, and hydraulic gradient level should be decided according to the hydrogeological characteristics. This incident case analysis on steel liner of pressurized waterway tunnel was expected to provide more information for realizing the problems and improvements at each design, construction and maintenance stages.

GCP공법의 복합통수능 효과 분석

박민철(Park, Minchul),권혁찬(Kwon, Hyukchan),신효희(Shin, Hyohee),장기수(Jang, Gisoo),이송(Lee, Song) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.12

연직배수공법은 효과적인 연약지반 압밀촉진 방법으로 적용빈도가 증가하고 있다. 연직배수 공법 중에서 PBD공법은 현재 가장 많이 사용되고 있는 압밀촉진공법으로 경제성 및 시공성 면에서 우수하나, 환경오염 및 대심도의 경우 배수재의 굴곡으로 인한 통수능 저하 문제점을 지니고 있다. SCP공법은 과거에 통수능력이 우수하여 많이 사용되었으나, 재료의 수급불균형으로 인한 가격급등으로 현재는 과거보다 사용이 많이 줄고 있는 실정이다. 이에 따른 대책 재료로 쇄석말뚝을 이용한 GCP공법이 대두되고 있다. 따라서 GCP공법의 통수능 효과를 분석하기 위하여 ?38×70cm의 원형토조를 이용하여 쇄석말뚝과 비교대상인 모래말뚝, PBD공법의 3종류의 연직배수재를 이용하여 복합통수능 실험을 실시하였다. 또한, 쇄석말뚝의 클로깅(Clogging) 범위를 파악하기 위하여 1.0m×0.5m×1.1m 대형토조를 정면에 투명 아크릴로 제작하여 하중단계별 클로깅(Clogging) 범위를 분석하였다. 복합통수능 시험결과 하중증가에 따른 간극비 감소 및 클로깅(Clogging) 현상이 많이 발생한 GCP공법에서 가장 적게 발생하였으며, 또한 GCP 공법의 클로깅(Clogging)의 범위는 거의 10% 내에서 발생하는 것으로 분석되었다. An application frequency of vertical drainage method is increasing as an effective consolidation acceleration method. PBD method is most frequently used as a consolidation acceleration method in vertical drainage methods. PBD is economical and easy to operate but has some problems those are an environmental pollution and a decrease of a discharge capacity caused by bending of drainage materials when it is used in great depth. SCP method was frequently used because it"s discharge capacity was good but now it is rarely used because of an increase of the material price because of an order imbalance. As the way to solve these problems, GCP method has been to the fore. For analyzing the effect of GCP method on the discharge capacity, three types of composite discharge capacity tests are done by using GCP, SCP and PBD respectively with the circle case, Φ38×h70cm. On the contrary to this, GCP shows the worst discharge capacity for a decrease of the void ratio and the clogging phenomenon caused by increasing load. Also to figure out the clogging range of GCP, the clogging of GCP is checked in each load stage with a large case(1.0m×0.5m×1.1m) which has clear acrylic front face. The diameter of GCP was 35cm and a clogging phenomenon occurred in 10% approximately. The result shows that the discharge capacity of GCP was given the lowest value for a decrease of the void ratio and the clogging phenomenon causing by increasing load. And the clogging phenomenon mostly occurred within 10% of GCP’s diameter range.

친환경 하상차수공법 현장 적용성에 관한 연구

박민철(Park Minchul),김성구(Kim Seonggoo),곽노경(Kwak Nokyung),신효희(Shin Hyohee),이송(Lee Song) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.1

급속한 경제발전시기에는 하천공사 시 유해한 재료를 사용함으로써 환경오염으로 인한 인간 및 동식물에 악영향을 끼치는 사례가 많이 발생하였다. 이를 복구하는 시간 및 비용이 많이 소요되는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 하천공사 중의 차수공사시 환경오염 문제점을 극복할 수 있는 친환경적이면서 경제적으로 저렴하고, 장기적으로 사용할 시 내구성에 문제없는 공법을 적용하고자 실내모형실험결과와 현장실험결과를 비교?분석하였다. 실내실험결과 콘크리트 포장재, 아스팔트 포장재, 벤토나이트 매트, 고화토공법, 혼합토공법은 적은 침투량을 나타내었고, 이와 반대로 다짐흙, 초지, 투수성 포장재는 많은 양의 침투량이 발생되었다. 현장투수실험결과는 실내실험투수결과와 비슷한 경향을 나타냈으며, 국내차수시설 투수기준인 1.0×10<SUP>-7</SUP>㎝/sec 이하에 모두 만족하였다. 또한, 일축압축강도는 1.0㎫ 이상 결과값을 얻어 기준에 만족하였고, 다짐도가 증가할수록 일축압축강도는 증가하고 투수계수는 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. In period of rapid economic development, as doing river conservation work by using harmful materials environmental pollution has adversely effected humans, animals and plants frequently. For recovery of environmental pollution it needs a lot of time and cost. Therefore, in this study, in order to take an environment-friendly method which is also economical and durable both results of the laboratory model test and field test were compared and analyzed. According to the results of the laboratory model test, those methods such as concrete paving, asphalt paving, bentonite mat, stabilized soil method and mixed soil method have small amount of seepage, but on the other hand compaction soil, grassland and permeable materials have considerable amount of seepage. The results of field test show a similar tendency with laboratory test and have been satisfied to assess standard of domestic water permeability below 1.0×10<SUP>-7</SUP>㎝/sec and unconfined compressive strength is also than 1.0㎫ so it has been satisfied about standard. In conclusion, as compaction rate increased, as unconfined compression strength increased and coefficient of permeability decreased.