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[표지]

제출문

요약문

Executive Summary

목차

제1장 서론 14

1. 연구의 배경 14

1.1. 개요 14

1.2. 연구의 필요성 15

1.3. 연구의 비전 및 목표 16

2. 연구의 범위 및 방법 17

제2장 휴대용 고압 그라우팅 펌프 개발 18

1. 개요 18

2. 그라우팅 펌프의 설계 및 작동 시뮬레이션 19

2.1. 핵심부품 설계(안) 및 작동 원리 19

2.2. 3D 작동 시뮬레이션 22

3. 그라우팅 펌프 시제품 제작 23

3.1. 고압용 그라우팅 펌프(Type A) 시제품 24

3.2. 저압용 그라우팅 펌프(Type B) 시제품 25

4. 그라우팅 펌프 시제품 작동 테스트 26

4.1. 고압용 그라우팅 펌프(Type A) 작동 테스트 26

4.2. 저압용 그라우팅 펌프(Type B) 작동 테스트 28

4.3. 그라우팅 재료 주입성능 평가 33

5. 그라우팅 펌프 현장 적용성 평가 42

5.1. 현장 개요 43

5.2. 선단보강 그라우팅 47

5.3. 실험결과 50

6. 소결론 50

제3장 바이오폴리머-흙 혼합토 개발 52

1. 개요 52

2. 최적 바이오폴리머-흙 혼합 조건 도출 55

2.1. 상용 바이오폴리머의 종류 및 특성 55

2.2. 대상 흙 조성물 57

2.3. 바이오폴리머-흙 혼합물의 지반공학적 거동 특성 60

3. 고강도 바이오폴리머-흙 혼합물 개발 64

3.1. 바이오폴리머 열처리를 이용한 15 MPa 압축강도 달성 64

3.2. 바이오폴리머 기술을 이용한 20 MPa 압축강도 달성 65

3.3. 바이오폴리머 기술을 이용한 25 MPa 압축강도 달성 68

4. 경제성 분석 69

4.1. 현장발생토 처리의 경제성 분석 69

4.2. 바이오폴리머 상용화 사례를 통한 경제성 분석 70

4.3. 바이오폴리머-흙 건설재료의 경제성 확보 전략 72

5. 소결론 73

제4장 결론 74

참고문헌 78

서지자료 81

Bibliographic Data 82

판권기 87

표목차

표 1.1. 연차별 연구 목표 17

표 2.1. 공압식 그라우팅 펌프의 성능기준 20

표 2.2. 공압식 그라우팅 펌프의 단계별 볼밸브 동작 21

표 2.3. 공압식 그라우팅 펌프의 3D 시뮬레이션을 위한 입력변수 및 결과값 22

표 2.4. 공압식 그라우팅 펌프의 3D 모션스터디 과정 23

표 2.5. 고압용 그라우팅 펌프(Type A) 제원 24

표 2.6. 저압용 그라우팅 펌프(Type B) 제원 25

표 2.7. 고압용 그라우팅 펌프 실험결과(주입재 : 물) 27

표 2.8. 고압용 그라우팅 펌프 실험결과(주입재 : 그라우트(W/C＝0.5)) 28

표 2.9. 저압용 그라우팅 펌프 실험결과(주입재 : 물) 29

표 2.10. 저압용 그라우팅 펌프 실험결과(주입재 : 그라우트(W/C＝0.5)) 30

표 2.11. 저압용 그라우팅 펌프 실험결과(주입재 : 그라우트(W/C＝1.0)) 31

표 2.12. 점도, 주입압력, 균열 폭에 따른 용액형 그라우팅 재료의 주입성능 실험결과 38

표 2.13. 균열 폭에 따른 물의 주입성능 검토 결과 39

표 2.14. 균열 폭에 따른 물의 주입성능 검토 결과 39

표 2.15. 점도, 주입압력, 균열 폭에 따른 용액형 그라우팅 재료의 주입성능 평가 40

표 2.16. 균열 폭 및 주입압력에 따른 물의 주입성능 평가 41

표 2.17. 시추 조사 결과 요약 46

표 3.1. 건설폐기물 성상별 발생량 53

표 3.2. 현장별 총공사비 대비 현장발생토와 버력처리 비용 53

표 3.3. 주문진 표준사의 공학적 특성 58

표 3.4. 인공 흙 조성비 59

표 3.5. 인공 흙-바이오폴리머 혼합물의 액·소성 거동 60

표 3.6. 같은 간극비 조건에서의 강도증진(e＝1) 62

표 3.7. 각 흙조건의 LL(Liquid limit)에서의 강도증진 62

표 3.8. 시멘트의 압축강도(28일) 기준 67

표 3.9. 현장별 1㎥ 당 발생토와 버럭 처리비용 산출 70

그림목차

그림 1.1. 단계별 연구내용 14

그림 1.2. 지하굴착 핵심기술 16

그림 2.1. 공압식 그라우팅 펌프의 단면도 19

그림 2.2. 공압식 그라우팅 펌프의 작동원리 21

그림 2.3. 고압용 그라우팅 펌프(Type A) 설계도면 24

그림 2.4. 고압용 그라우팅 펌프(Type A) 시제품 24

그림 2.5. 저압용 그라우팅 펌프(Type B) 설계도면 25

그림 2.6. 저압용 그라우팅 펌프(Type B) 시제품 25

그림 2.7. 고압용 그라우팅 펌프(Type A) 시제품 작동 테스트 26

그림 2.8. 입력 공기압에 따른 토출압 변화(주입재 : 물) 27

그림 2.9. 입력 공기압에 따른 토출압 변화(주입재 : 그라우트(W/C＝0.5)) 28

그림 2.10. 저압용 그라우팅 펌프(Type B) 시제품 작동 테스트 29

그림 2.11. 입력 공기압에 따른 토출압 변화(주입재 : 물) 30

그림 2.12. 입력 공기압에 따른 토출압 변화(주입재 : 그라우트(W/C＝0.5)) 31

그림 2.13. 입력 공기압에 따른 토출압 변화(주입재 : 그라우트(W/C＝1.0)) 32

그림 2.14. 입력 공기압에 따른 토출량 변화(주입재 : 물) 32

그림 2.15. 파이모양에서의 침투 모식도 33

그림 2.16. 원판형 그라우팅 침투장비 단면도 35

그림 2.17. linear flow가 vertical fracture로 주입 36

그림 2.18. 평행평판형 그라우팅 침투장비 단면도 37

그림 2.19. 배합비에 따른 점도벼화 38

그림 2.20. 현장 위치 항공사진(네이버지도) 43

그림 2.21. 실험부지 시추주상도 44

그림 2.22. 실험말뚝의 단면도 47

그림 2.23. 휴대용 고압 그라우팅 펌프의 구성 48

그림 2.24. 선단보강 그라우팅 전경 48

그림 2.25. 선단보강 그라우팅 계측결과 49

그림 3.1. ○○시 건설현장 현장발생토 반출 모습 52

그림 3.2. 건설폐기물의 연도별 발생량 예측결과 53

그림 3.3. 전세계 시멘트 소비 경향 및 CO2 배출율 55

그림 3.4. 실내실험 연구를 위한 바이오폴리머-흙 혼합물 조성 방법 개요 59

그림 3.5. 인공 흙 조성물(현장발생토 대변)의 액성한계 60

그림 3.6. 바이오폴리머 1% 혼합 인공 흙 조성물의 액성한계 60

그림 3.7. 다양한 함수비 조건에서의 바이오폴리머-인공 흙 혼합물의 비배수전단 강도 61

그림 3.8. 다양한 간극비 조건에서의 비배수 전단강도 63

그림 3.9. 다양한 함수비·간극비 조건에서의 바이오폴리머 혼합토의 비배수 전단강도 64

그림 3.10. 특수열처리(2단계 열처리)를 이용한 바이오폴리머-흙 시편 제작 65

그림 3.11. 교차결합 예시(검은색이 삼황화(3S-links) 결합을 통한 교차결합) 66

그림 3.12. 열적젤화 바이오폴리머-흙 매트릭스의 구조 66

그림 3.13. 열적 젤화와 교차결합의 합성 개념도 67

그림 3.14. 흙 종류별 바이오폴리머 함량과 강도-강성 상관관계 68

그림 3.15. 굴착토(세립토:모래:골재＝35:50:15 중량비) - 교차결합 바이오폴리머 바인더... 68

그림 3.16. 카제인-흙 혼합시편의 강도와, 공인시험성적 결과 69

그림 3.17. 경제성 분석 결과 70

그림 3.18. 국제 바이오폴리머 시장 전망 71

그림 3.19. 국제 잔탄검 가격의 변화 추이 71

그림 3.20. 상용화를 통한 바이오폴리머 가격 하락 가능성 73

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지하굴착 시공 효율성 향상을 위한 신재료 활용 기술 개발(Ⅲ) [전자자료] : 도심지 공간확장형 지하굴착 핵심 솔루션 개발(Ⅲ) 이용현황 표 - 등록번호, 청구기호, 권별정보, 자료실, 이용여부로 구성 되어있습니다.
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