초록 ▼

□ 연구개요
지반은 입자의 집합체로서 결합력 부족으로 지반붕괴, 토사유출에 따른 싱크홀과 지반함몰, 그리고 강우나 유수에 의한 지반침식 등 인장파괴로 인한 다양한 지반문제를 야기한다. 현재 사용 중인 지반 주입보강 재료는 인장 및 침식저항의 부족과 주입기술의 제약으로 이러한 지반 문제에 효과적으로 대응하는데 한계가 있다. 지반결합(그라우트)재의 인장력을 충분히 크게 할 수 있다면 지반의 역학적, 수리적 성능을 향상시켜 인장강도 부족으로 비롯되는 지반문제의 저감은 물론, 지반의 홍수유실과 지진피해 같은 지반재해의 예방과 복구에도

□ 연구개요
지반은 입자의 집합체로서 결합력 부족으로 지반붕괴, 토사유출에 따른 싱크홀과 지반함몰, 그리고 강우나 유수에 의한 지반침식 등 인장파괴로 인한 다양한 지반문제를 야기한다. 현재 사용 중인 지반 주입보강 재료는 인장 및 침식저항의 부족과 주입기술의 제약으로 이러한 지반 문제에 효과적으로 대응하는데 한계가 있다. 지반결합(그라우트)재의 인장력을 충분히 크게 할 수 있다면 지반의 역학적, 수리적 성능을 향상시켜 인장강도 부족으로 비롯되는 지반문제의 저감은 물론, 지반의 홍수유실과 지진피해 같은 지반재해의 예방과 복구에도 매우 유용하게 활용할 수 있을 것이다. 본 연구는 이러한 목적에 부합하도록 친환경 기반재료(base)와 나노급 섬유를 최적 조합하여 강도는 물론 인장 및 침식저항을 획기적으로 증진시킨 Biogeomechanics 개념의 인장보강 친환경 지반 주입결합(geogrout)재의 개발과 이의 최적 주입기술 개발을 목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
다양한 지반문제와 지반재해의 예방과 복구에 적용 가능한 인장보강 친환경 지반그라우트재를 개발하여 결합거동의 규명, 역학적, 수리적 성능에 대한 Characterization, 기반재와 섬유구조 배치, 최적 결합 배합비 결정, 주입 수리동력학적 특성 등의 연구를 수행했다. 재료시험, 전기·화학적 조사, 수학적 모델링 및 수치해석, 모형시험을 연차별로 수행하여,‘재료개발-공학적 성능확보-주입기술 개발’의 단계로 섬유보강 친환경 주입재(그라우트)와 주입기술을 개발하였다. 본 연구의 결과는 아래와 같다.
∙ 기반재(base)와 섬유(nano급 fiber) 결합재의 친환경, 역학적 성능 파악
∙ 기초물성, 재료구조 및 결합거동 분석(SEM, XRD, TGA 분석)
∙ 최적 재료규격, 배합비 선정
∙ 결합토의 거동특성 규명
∙ 결합토의 투수성 및 침식저항성 등 수리특성 조사
∙ 결합토 거동의 수치해석적 모델링 구현
∙ 지반주입 가능한 그라우트재(CNT) 개발
∙ 수리 상사성에 기초한 모형시험기 제작 및 시험
∙ 수리동력학적 영향인자별 주입조건 분석 및 주입성 검증
∙ 수치시뮬레이션을 통한 적용성 평가

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구는 Bio-inspired Geotechnics의 일환으로서, 주입재에 섬유를 결합시켜 식물의 뿌리가 지반의 안정성을 증진시키는 생태공학적 개념에서 유추되었다. 특히, 친환경 기반재인 Bio-poly mer와 CNT등의 Nano급 Fiber를 사용함으로써 친환경과 강도증진을 동시에 도모하는 인장보강주입재 개발과 이의 주입기술을 실무에 응용할 수 있도록 공학적으로 구현하고자 하였다. 이를 통해 붕괴, 침하 등의 지반문제 저감과 지반함몰, 액상화 등 자연지반재해의 대응과 복구, 그리고 생활 기반시설 조성시 적용 가능한 기능성 지반재료로 활용을 제안하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구 목적 ... 4
• 1.2 연구 필요성 ... 4
• 1.3 연구가설 및 최종목표 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1 1차년도 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.2 2차년도 연구 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 2.3 3차년도 연구 수행 과정 및 수행 내용 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 17
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 17
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 18
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 18
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 19
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 27