표제지
목차
연구요약 5
제1장 서론 37
1. 연구배경 및 목적 38
2. 연구범위 및 방법 40
2.1. 연구범위 40
2.2. 연구의 방법 41
제2장 최적 배합비 산정 42
1. 연구배경 및 목적 43
2. 연구 방법 45
2.1. 실험 재료 45
2.2. 실험 방법 45
2.2.1. 염화칼슘, 요소 배합비 산정 47
2.2.2. 효소 배합비 산정 48
2.2.3. 온도 및 시간별 효율 48
2.2.4. 용액 내 질소 성분 분석 48
3. 연구 결과 49
3.1. 요소/염화칼슘 비율에 따른 탄산칼슘 생성량 49
3.2. 효소 농도에 따른 탄산칼슘 생성량 52
3.3. 온도 및 시간에 따른 탄산칼슘 생성량 53
3.4. 용액 내 요소 성분 분석 54
3.5. 탄산칼슘의 성분분석 55
4. 결론 57
Reference 58
제3장 EICP 유도 지반개량 성능 평가 60
1. 연구배경 및 목적 61
2. 연구 방법 63
2.1. 실험 재료 63
2.2. 실험 장비 64
2.2.1. 전단파 속도 측정 64
2.2.2. 삼축압축실험 65
2.3. 실험 과정 66
2.3.1. 강성도 개량 평가 66
2.3.2. 강도 개량 평가 67
2.3.3. 산성비 저항성 평가 68
3. 연구 결과 68
3.1. 강성도 개량 평가 68
3.2. 강도 개량 평가 73
3.3. 산성비 저항성 평가 83
4. 결론 85
Reference 86
제4장 하중 저항성 및 탄산칼슘의 침전 분포 88
1. 연구배경 및 목적 89
2. 연구 방법 91
2.1. 실험 재료 91
2.2. 실험 방법 91
2.2.1. 하중 재하 실험 91
2.2.2. X-ray CT를 통한 탄산칼슘의 시각화 92
3. 연구 결과 94
3.1. 다양한 하중 시나리오에 따른 강성 변화 94
3.2. X-ray CT를 통한 탄산칼슘의 시각화 101
4. 결론 104
Reference 105
제5장 현장토의 표면개량을 통한 비산먼지 억제 107
1. 연구배경 및 목적 108
2. 연구 방법 110
2.1. 실험 재료 110
2.2. 실험 방법 111
3. 연구 결과 114
4. 결론 125
Reference 126
제6장 현장적용 129
1. 연구배경 및 목적 130
2. 연구 방법 138
2.1. 현장 선정 138
2.2. 실험 재료 및 측정 기기 138
2.2.1. 미세먼지 농도 측정 139
2.2.2. 개량 지반 강성도 141
2.2.3. 개량 지반 강도 142
2.3. 실험 과정 143
2.3.1. 미세먼지 농도 측정 143
2.3.2. 개량 지반 강성도 144
2.3.3. 개량 지반 강도 147
3. 연구 결과 148
3.1. 미세먼지 측정 148
3.1.1. 하루 미세먼지 데이터 149
3.1.2. EICP 용액 미처리 데이터 164
3.1.3. EICP 용액 처리 데이터 167
3.2. 개량 지반 강성도 169
3.2.1. 전단파 속도 측정 169
3.2.2. GPR 탐사 173
3.3. 개량 지반 강도 175
4. 결론 177
Reference 179
제7장 경제성 및 적용성 181
제8장 결론 185
판권기 3
〈표 1-1〉 연구내용별 수행절차 및 방법 41
〈표 2-1〉 배합비 산정 실험 조건 47
〈표 2-2〉 암모늄 및 질소 농도 54
〈표 3-1〉 실험 조건 67
〈표 3-2〉 점착력 및 마찰각 79
〈표 3-3〉 흙의 종류 및 탄산칼슘에 따른 압밀배수실험 81
〈표 4-1〉 실험 조건 92
〈표 5-1〉 표면 처리량 111
〈표 6-1〉 건설화학재료 시장의 수요 133
〈표 6-2〉 전단파속도에 의한 지반 분류(건축구조설계기준) 136
〈표 6-3〉 미세먼지 및 각종 센서 성능 139
〈표 7-1〉 EICP 처리를 위한 재료 단가 182
〈표 7-2〉 EICP 처리 비용(사례 1) 182
〈표 7-3〉 EICP 처리 비용(사례 2) 183
〈표 7-4〉 EICP 처리 비용(사례 3) 183
[그림 2-1] (a) 탄산칼슘 측정 장비 및 (b) 탄산칼슘량-압력 상관관계 47
[그림 2-2] 염화칼슘, 요소 비율에 따른 탄산칼슘 생성량. (a) 0.5M 및 (b) 1M 49
[그림 2-3] 고순도 용액의 탄산칼슘 생성량. (a) 요소 비율별 탄산칼슘 생성량, (b) pH와 탄산칼슘 생성량 51
[그림 2-4] 저순도 용액의 탄산칼슘 생성량. (a) 요소 비율별 탄산칼슘 생성량, (b) pH와 탄산칼슘 생성량 51
[그림 2-5] 고순도 용액의 탄산칼슘 생성량. (a) 효소 농도별 탄산칼슘 생성량, (b) pH와 탄산칼슘 생성량 52
[그림 2-6] 저순도 용액의 탄산칼슘 생성량. (a) 효소 농도별 탄산칼슘 생성량, (b) pH와 탄산칼슘 생성량 53
[그림 2-7] 반응 시간에 따른 탄산칼슘 생성량 54
[그림 2-8] 탄산칼슘의 XRD 분석결과 55
[그림 2-9] (a) 고순도 물질 및 (b) 저순도 물질로 생성된 탄산칼슘의 SEM 및 EDS 분석 56
[그림 3-1] 주문진 표준사 입도분포표 63
[그림 3-2] 전단파 측정 실험 장비 65
[그림 3-3] 삼축압축실험 장비 66
[그림 3-4] 용액 혼합 조건의 (a) 전단파 속도 증가 양상과 (b) 탄산칼슘 생성량 69
[그림 3-5] (a) 0.5M 및 (b) 1M 용액을 통한 시료의 탄산칼슘 SEM 이미지 및 (c) EDS 분석 70
[그림 3-6] 용액 주입에 따른 (a) 전단파 속도 증가 양상과 (b) 탄산칼슘 생성량 71
[그림 3-7] 용액 주입 부피에 따른 SEM 이미지 72
[그림 3-8] 구속압이 존재하지 않은 상태에서 고결된 느슨한 흙의 0.5 M 용액을 처리한 시료의 (a) 축차응력 및 (b) 부피 변형률과 1 M 용액을 처리한 시료의 (c) 축차응력... 74
[그림 3-9] 구속압이 존재하지 않은 상태에서 고결된 조밀한 흙의 0.5 M 용액을 처리한 시료의 (a) 축차응력 및 (b) 부피 변형률과 1 M 용액을 처리한 시료의 (c) 축차응력... 75
[그림 3-10] 구속압이 존재한 상태에서 고결된 조밀한 흙의 0.5 M 용액을 처리한 시료의 (a) 축차응력 및 (b) 부피 변형률과 1 M 용액을 처리한 시료의 (c) 축차응력 및... 76
[그림 3-11] (a) 구속압이 없는 상태 및 (b) 구속압이 존재한 상태에서 고결된 시편의 모어원 78
[그림 3-12] (a) 구속압이 없는 상태 및 (b) 구속압이 존재한 상태에서 고결된 시편의 점착력 및 마찰각 79
[그림 3-13] 고결시 구속 상태, 용액의 농도, 상대 밀도에 따른 도식화 80
[그림 3-14] 탄산칼슘에 따른 (a) 점착력과 (b) 마찰각 82
[그림 3-15] 개량된 지반의 점착력 및 마찰각의 변화도 82
[그림 3-16] 투수 용액의 pH에 따른 투수계수 83
[그림 3-17] 투수 부피에 따른 전단파 속도 변화 양상 84
[그림 4-1] X-CT 2D 이미지를 통한 물질 구분법 93
[그림 4-2] 하중에 따른 (a) 전단파 속도 및 (b) 공극 변화 96
[그림 4-3] 탄산칼슘의 함량에 따른 수직변형률 97
[그림 4-4] 하중 재하시 초기응력에 따른 전단파 속도 변화. (a) 12 kPa, (b) 90 kPa, (c) 180 kPa, and (d) 532 kPa 98
[그림 4-5] 하중 제거시 초기응력에 따른 전단파 속도 변화. (a) 90 kPa, (b) 180 kPa, (c) 532 kPa, and (d) 1062 kPa 99
[그림 4-6] 반복하중에 따른 전단파 속도 변화 100
[그림 4-7] 반복하중에 따른 공극률의 변화 101
[그림 4-8] 탄산칼슘의 입도 분포 및 가시화. (a) 0.5 M, (b) 1 M 용액 처리 103
[그림 5-1] 현장 흙의 입도분포표 110
[그림 5-2] (a) 강성도 측정, (b) 강도 측정, 및 (c) 미세먼지 농도 측정 113
[그림 5-3] 고순도 용액으로 처리된 (a) 콘관입 저항과 (b) 전단파 속도. 저순도 용액으로 처리된 (c) 콘관입 저항과 (d) 전단파 속도 115
[그림 5-4] 7L/m2의 용액으로 처리된 시편간 비교. (a) 콘관입 저항 및 (b) 전단파 속도 116
[그림 5-5] 처리 용량에 따른 (a) 콘관입 저항 및 (b) 전단파 속도 117
[그림 5-6] (a) 고순도 물질 처리, (b) 저순도 물질처리, (c) 살수처리, (d) 염화칼슘 용액 처리 및 (e) 미처리 시편의 미세먼지 농도. (f) 처리 용량에 따른 순 미세먼지 농도 119
[그림 5-7] 3L/m²의 (a) 저주파 및 (b) 고주파 진동. 7L/m²의 (c) 저주파 및 (d) 고주파 진동. (e) 살수처리 및 (f) 염화칼슘 용액 121
[그림 5-8] 진동 전과 후의 순미세먼지 농도 123
[그림 5-9] (a) 콘 관입과 전단파 속도의 상관관계 및 (b) 순 미세먼지와 전단파 속도의 상관관계 124
[그림 6-1] 지진 발생 빈도 추이 130
[그림 6-2] 미세먼지로 인한 사망자 수 131
[그림 6-3] 주요 배출원에 따른 미세먼지 현황 132
[그림 6-4] (a) 연도별 이산화탄소 발생량과 (b) 매출액 당 이산화탄소 발생량 134
[그림 6-5] 탄성파 탐사의 (a) 흐름도 및 (b) 모식도 135
[그림 6-6] GPR 탐사시 (a) 측정 모식도 및 (b) 탐사 모식도 137
[그림 6-7] 동탄 LH 공사 현장 내 test-bed 위치 138
[그림 6-8] (a) 전체 전경, (b) 사무실 반대편 미세먼지 측정기, (c) 사무실 인근 미세먼지 측정기, (d) 미세먼지 측정 기록 소형 컴퓨터, (e) CCTV 및 기상 측정 장비 140
[그림 6-9] (a) 천공기, 탄성파 측정의 (b) 수신부와 (c) 기록부, (d) GPR 탐사의 수신부와 (e) 기록부 141
[그림 6-10] (a) 콘 관입 장비, (b) 데이터 측정 장비 142
[그림 6-11] (a) 콘관입 실험 면적 확보, (b) 용액 분사 후, (c) 비닐 덮은 후, (d) 비닐 제거 후, 건조된 EICP 처리 지반 상태 144
[그림 6-12] 탄성파 탐사 및 GPR 탐사를 위한 천공 모식도 145
[그림 6-13] 용액 처리 전, (a) GPR 탐사 및 (b) 탄성파 탐사를 진행한 후 (c) 천공 작업 실시, (d) 건조된 상태의 용액 주입과 용액 건조 후 (e) 천공 상태 및 (f) 흙으로... 146
[그림 6-14] (a) 콘관입 실험 면적 확보, (b) 용액 분사 후(2019년 6월 24일), (c) 비닐 덮은 후(2019년 6월 24일), (d) 건조된 후의 EICP 처리 지반 상태(2019년 7월 4일) 147
[그림 6-15] (a) 덤프트럭 통행으로 인한 미세먼지 발생과 (b) 해당 시점의 미세먼지 농도. 미세먼지 농도는 발생된 미세먼지 농도의 최대값과 기존 대기중의 미세먼지... 148
[그림 6-16] 발생된 미세먼지의 PM 2.5 및 PM 10 상관관계 149
[그림 6-17] 용액 처리 전, 기상 및 PM 2.5 농도 (2019.05.02) 151
[그림 6-18] 용액 처리 전, 기상 및 PM 2.5 농도 (2019.05.06) 152
[그림 6-19] 용액 처리 전, 기상 및 PM 2.5 농도 (2019.05.07) 153
[그림 6-20] 용액 처리 전, 기상 및 PM 2.5 농도 (2019.05.08) 154
[그림 6-21] 용액 처리 전, 기상 및 PM 2.5 농도 (2019.05.09) 155
[그림 6-22] 용액 처리 전, 기상 및 PM 2.5 농도 (2019.05.10) 156
[그림 6-23] 용액 처리 전, 기상 및 PM 2.5 농도 (2019.05.11) 157
[그림 6-24] 용액 처리 전, 기상 및 PM 2.5 농도 (2019.05.12) 158
[그림 6-25] 용액 처리 전, 기상 및 PM 2.5 농도 (2019.05.14) 159
[그림 6-26] 용액 처리 전, 기상 및 PM 2.5 농도 (2019.05.16) 160
[그림 6-27] 용액 처리 후, 기상 및 PM 2.5 농도 (2019.05.22) 161
[그림 6-28] 용액 처리 후, 기상 및 PM 2.5 농도 (2019.05.23) 162
[그림 6-29] 용액 처리 후, 기상 및 PM 2.5 농도 (2019.05.24) 163
[그림 6-30] (a) 온도/절대습도에 따른 살수 지속시간과 (b) 차량 통행수에 따른 살수지속시간 164
[그림 6-31] (a) 살수 처리 및 (b) 살수 미처리 지반의 PM 2.5 미세먼지 농도. (c) PM 2.5 미세먼지 농도의 누적분포함수 165
[그림 6-32] 살수 처리되지 않은 지반에서의 (a) 풍속 및 (b) 풍향에 의한 PM 2.5 미세먼지 농도 영향 166
[그림 6-33] 건조 상태 및 EICP 용액이 처리된 상태의 절대 습도와 PM 2.5의 상관관계 167
[그림 6-34] EICP가 처리된 지반의 덤프트럭 통행량에 따른 PM 2.5 농도 168
[그림 6-35] (a) 용액 처리전과 (b) 용액 처리 후의 MASW 결과 170
[그림 6-36] 심도별 전단파 속도(a) 천공 1 지점, (b) 천공 2 지점, (c) 천공 3 지점, (d) 천공 4 지점, (e) 천공 5 지점 173
[그림 6-37] (a) 용액 처리전과 (b) 용액 처리 후의 GPR 탐사 결과 174
[그림 6-38] 콘관입 시험 결과 (a) 1차, (b) 2차, (c) 3차 결과. (d) 현장의 표면과 EICP 용액이 처리된 현장의 표면 176