지반보강용 주입재의 성능향상을 위한초음파 에너지의 활용
Application of ultrasonic energy to enhance capability of soil improving material
0
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구에서는 지반보강용 시멘트-페이스트에 초음파를 조사하여 온도변화, 점도, 일축압축강도, 육안관측 시험을 통해초음파가 시멘트-페이스트에 어떠한 물리적 특성을 변화시키는지에 대하여 고찰하였다. 실험에 사용된 w/c는 50~100% 까지 다양하게 진행하였으며, 그라우트재의 온도변화는 ± 2°C내에서 범위를 벗어나지 않도록 조절하여 실험을 진행하였다. 실험결과 온도변화는 초음파 조사시간에 비례하여 일정하게 증가하였고, 초음파를 조사한 지반보강용 시멘트-페이스트 점도는 최대 40%까지 감소하는 것으로 나타났다. 일축압축강도는 평균 30% 증가하였으며 육안관측시험에서도초음파를 조사한 시멘트-페이스트의 단면이 공극이 많이 감소하는 양상을 보였다.
Abstract
In a performance-based design, the structural safety is estimated from pre- defined damage states and corresponding damage indices. Both damage states and damage indices are well defined for above-ground structures, but very limited studies have been performed on underground structures. In this study, we define the damage states and damage indices of a cut-and-cover box tunnel which is one of typical structures used in metro systems, under a seismic excitation from a series of inelastic frame analyses. Three damage states are defined in terms of the number of plastic hinges that develop within the structure. The damage index is defined as the ratio of the elastic moment to the yield moment. Through use of the proposed index, the inelastic behavior and failure mechanism of box tunnels can be simulated and predicted through elastic analysis. In addition, the damage indices are linked to free-field shear strains. Because the free-field shear strain can be easily calculated from a 1D site response analysis, the proposed method can be readily used in practice. Further studies are needed to determine the range of shear strains and associated uncertainties for various types of tunnels and site profiles. However, the inter-linked platform of damage state - damage index - shear wave velocity - shear strain provides a novel approach for estimating the inelastic response of tunnels, and can be widely used in practice for seismic designs.
참고문헌 (15)
- Properties and performance of cement-based grouts for geothermal heat pump application, "Allan, M. L.", U.S. Department of Energy, ~ (1999)
- Date, K., "Development of dynamic grouting technique for the ground improvement", Proc. of the ITA World Tunnelling Congress 2003: (RE) Claiming the Underground Space, Amsterdam, pp.929~936 (2003)
- Karol, R. F., "Chemical grouting", pp.49~54 (1990), Marcel Ekker Inc
- 정두회, "쉴드 TBM 뒤채움용 무기계 가소성 그라우트의 공학적 특성 및 현장적용성 평가", 한국터널지하공간학회 논문집, 12(1), pp.75~86 (2010), 사단법인 한국터널지하공간학회
- 김지원, "해저터널 주변 그라우팅 보강암반의 탄성파 전달특성 평가", 한국터널지하공간학회 논문집, 18(2), pp.235~244 (2016), 사단법인 한국터널지하공간학회
- Kutzner, C., "Grouting of rock and soil, Balkema", pp.9~27 (1996)
- 이준석, "침투 및 할렬주입에 의한 지반보강 효과에 관한 연구", 한국터널지하공간학회 논문집, 5(4), pp.349~360 (2003), 사단법인 한국터널지하공간학회
- 이문선, "진동주입이 그라우트재의 침투 특성에 미치는 영향 연구", 한국지반공학회논문집, 26(7), pp.37~47 (2010), 한국지반공학회
- Lim, Y. J., "Development of new micro-cement grouting materials for tunneling", Korean Geotechnical Society, pp.1559~1570 (2008)
- 모우종, "초음파와 전기장 처리에 의한 하수슬러지 탈수성 향상", 대한환경공학회지, 35(1), pp.23~30 (2013), 대한환경공학회
- Na, S. M., "Physiochemical properties of digested sewage sludge with ultrasonic treatment", Ultrasonics sonochemistry, 7, pp.281~285 (2007)
- 박범국, "유류오염토양의 복원을 위한 초음파 토양세척 공정의 최적화에 대한 연구 유류오염토양의 복원을 위한 초음파 토양세척 공정의 최적화에 대한 연구", 한국방재학회논문집, 11(1), pp.101~105 (2011), 한국방재학회
- Roessler, C., "Influence of power ultrasound on flow and flow solidification behavior of cement suspensions", Session of the 17th International Building Materials Conference Ibausil (2009)
- 서문복, "단주기 진동에너지를 이용한 그라우팅 보강효과", 한국지반환경공학회 논문집, 16(7), pp.35~42 (2015), 한국지반환경공학회[DOI]
- Sim, S. J., "Analyses of permeation effect in soil due to mixing properties of cement grout", Master, pp.2010