$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

강관다단공법에 적용되는 씰링재 (벤토나이트-시멘트 슬러리)의 점성 특성에 대한 실험
An experimental study on the viscosity features of sealant (bentonite-cement slurry) in umbrella arch method 원문보기

Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association = 한국터널지하공간학회논문집, v.20 no.5, 2018년, pp.773 - 786  

사공명 (한국철도기술연구원 첨단궤도토목연구본부) ,  이준석 (한국철도기술연구원 첨단궤도토목연구본부) ,  박정준 (한국철도기술연구원 첨단궤도토목연구본부) ,  조충식 (지오텍엔지니어링(주) 설계팀)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

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.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, viscosity features of sealant (bentonite-cement slurry), which is used for umbrella arch method in tunnel, were studied. The sealant must secure optimal strength and capacity for the waterproof and stabilization of borehole as well as to satisfy groutability. In this study, the variat...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 하지만 장시간의 경화시간은 현장에서 강관다단공법의 적용에 제한점이 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 강관다단공법에서 사용되는 씰링재의 유변학적 특성을 파악하여 현재 현장에서 적용하고 있는 기준의 적절성에 대하여 검토하고자 한다.
  • 특히 강관다단공법에 사용되는 씰링재는 단기적인 특성에 대한 파악이 필요하므로 기존의 연구 방향과는 다소 차이가 있다. 따라서 본 논문에서는 시멘트-벤토나이트 혼합물의 배합특성 및 시간에 따른 점도특성에 대해서 살펴보고자 한다. 현장에서 사용되고 있는 물/시멘트/벤토나이트 배합비를 적용하였다(물/시멘트/벤토나이트 배합비는 100/23/7 기준을 적용).
  • 본 연구에서는 터널현장의 강관다단공법에 사용하는 씰링재인 물/시멘트/벤토나이트 혼합물 시간에 따른 점도 특성을 조사하였다. 시공 시 씰링재의 배합에 대한 명확한 기준이나 재료의 요구성능이 없으므로 이에 대한 정립이 필요하며 본 연구에서는 그 이전 단계로 혼합물의 재료적 거동 특성에 대한 연구를 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다.
  • 본 연구에서는 터널현장의 강관다단공법에 사용하는 씰링재인 물/시멘트/벤토나이트 혼합물 시간에 따른 점도 특성을 조사하였다. 시공 시 씰링재의 배합에 대한 명확한 기준이나 재료의 요구성능이 없으므로 이에 대한 정립이 필요하며 본 연구에서는 그 이전 단계로 혼합물의 재료적 거동 특성에 대한 연구를 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다.
  • 씰링재 주입 후 재료의 상 변화를 파악하기 위하여 본 논문에서는 회전형 점도계를 이용하여 물-시멘트-벤토나이트 혼합물의 시간에 따른 점도 변화를 측정하였다(ASTM, 2014). 회전형 점도계는 원통형의 스핀들을 회전시켜 계측되는 전단률과 전단응력을 바탕으로 점도를 측정한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
강관다단공법이란? 강관다단공법은 터널 상부에 파쇄대가 존재하는 등 지반조건이 양호하지 않을 경우 터널 굴착 전에 터널 상부에 강관을 삽입하고 그라우팅을 시공하여 터널에 작용하는 지반압을 지지하는 공법이다. 결합된 삽입 강관과 주입재는 빔 역할을 하며 아칭 효과를 유발하여 터널 천단부와 막장면의 안정성을 확보하여 천단의 붕락방지나 지하수 유입을 차단한다.
강관다단공법의 적용 대상 지반은? 결합된 삽입 강관과 주입재는 빔 역할을 하며 아칭 효과를 유발하여 터널 천단부와 막장면의 안정성을 확보하여 천단의 붕락방지나 지하수 유입을 차단한다. 강관다단공법은 지반보강을 위한 보조공법으로서 적용 대상 지반은 풍화토나 풍화암 지반조건 혹은 단층 파쇄대가 존재하는 지반조건에서 적용이 가능하다.
강관다단공법에서 씰링재로 사용되는 벤토나이트-시멘트 슬러리에 에게 요구되는것은? 강관다단공법에서 씰링재로 사용되는 벤토나이트-시멘트 슬러리는 공벽의 안정, 차수, 주입재의 역류방지, 지반과 강관의 일체(주입강관의 고정) 등의 역할을 한다. 따라서 공벽의 안정 및 역류방지가 될 만큼 충분한 재료의 결합강도와 더불어 주입 시 주입재가 씰링재를 뚫고 나갈 정도의 최소한의 결합강도가 요구된다. 이처럼 복잡한 요구 조건에 비해 강관다단공법의 씰링재로서 벤토나이트-시멘트 혼합물이 갖추어야 할 특성에 대한 정확한 규정은 존재하지 않으며 다만 앞서 언급한 바와 같이 한국철도시설공단에서 규정한 23 ± 1 시간을 적정 갤화시간을 권장하는 것이 가장 구체적인 수치이다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (15)

  1. Ahmed, A.A., Saaid, I.M., Akhir, N.A.M., Rashedi, M. (2016), "Influence of various cation valence, salinity, pH and temperature on bentonite swelling behavior", AIP Conference Proceedings 1774, 04005, American Institute of Physics. 

  2. ASTM (2014), "Standard test method for viscosity and gel time of chemical grouts by rotational viscometer (laboratory method)", ASTM International, West Conshohocken, PA. 

  3. Devereux, S. (2012), "Drilling Technology in Nontechnical Language", PennWell Books, Oklahoma, USA. 

  4. Durham, J. (1996), The prediction of shear strength in bentonite/cement grouts, Ph.D. Thesis, Lougborough University, pp. 239-275. 

  5. Hong, Y.H., Yu, J.D., Byun, Y.H., Jang H.I., You, B.C., Lee, J.S. (2013), "Integrity evaluation of grouting in umbrella arch methods by using guided ultrasonic waves", Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 15, No. 3, pp. 187-199. 

  6. Kim, D.Y., Lee, J.W., Jung, J.H., Kang, H.B., Jee, S.H. (2017), "A fundamental study of slurry management for slurry shield TBM by sea water influence", Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 19, No. 3, pp. 463-473. 

  7. Koch, D. (2002), "Bentonites as a basic material for technical base liners and site encapsulation cut-off walls", Applied Clay Science, Vol. 21, No. 1-2, pp. 1-11. 

  8. KR Network (2017), "Report on the experiments of the mixing ratio of sealing and grouting material for umbrella arch method", Korea Rail Network Authority. 

  9. Lamb, T.W. (1958), "The structure of compacted clay", Journal of the Soil Mechanical and Foundation Division ASCE, Vol. 84, No. SM2, pp. 1654-1-1654-34. 

  10. Lee, J.S., Sagong, M., Park, J., Choi, I. (2018), "Design of umbrella arch method based on adaptive SVM and reliability concept", Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 20, No. 4, pp. 701-715. 

  11. Luckham, P.F., Rossi, S. (1999), "The colloidal and rheological properties of bentonite suspensions", Advances in Colloid and Interface Science, Vol. 82, No. 1-3, pp. 43-92. 

  12. Noh, J.H. (2002), "Applied-mineralogical characterization and assessment of some domestic bentonite (I): mineral composition and characteristics, cation exchange properties, and their relationships", Journal of the Mineralogical Society of Korea, Vol. 15, No. 4, pp. 329-344. 

  13. Noh, J.H., Yu, J.Y., Choi, W. (2003), "Applied-mineralogical characterization and assessment of some domestic bentonite (II): mineralogical characteristics, surface area, rheological properties, and their relationships", Journal of the Mineralogical Society of Korea, Vol. 16, No. 1, pp. 33-47. 

  14. Roussel, N., Ovarlez, G., Garrault, S., Brumaud, C. (2012), "The origins of thixotropy of fresh cement pastes", Cement and Concrete Research, Vol. 42, No. 1, pp. 148-157. 

  15. Tehrani, A. (2008), "Thixotropy in water-based drilling fluids", Annual Transactions of the Nordic Rheology Society, Vol 16. pp. 1-13. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로