약액주입 시 형성된 고결체의 수치해석 기법 연구

Abstract

최근 가압 그라우팅 형식의 약액주입공법이 지반의 지반개량, 차수, 강도 증대 등의 목적으로 널리 쓰이고 있다. 이에 지반조건에 따른 고결체의 크기 및 형상을 측정하여 적정 주입압 및 주입시간을 정하는 것은 경제적이고 합리적인 시공을 위해 필수적이다. 그러나, 현장에서 시험시공을 통한 고결체 채취는 시간과 비용이 많이 소모되며, 그라우팅 공법을 적용한 지반에 고결체의 크기와 형상을 예측한 시스템은 현재까지 없다. 따라서, 본 연구에서는 물유리계 약액을 사용하여 주입압(50kPa, 100kPa, 150kPa)에 따른 실내모형주입시험을 실시하고 이를 전산유체역학(CFD)의 porous media모델과 VOF(Volume of Fluid) 기법을 이용한 수치해석을 실시하여 비교 분석하였다. 수치해석 결과, VOF 기법을 이용한 주입모사는 지중 속에 주입된 가압 그라우팅의 거동 및 고결 양상을 예측할 수 있는 기초적인 수치해석적 기법이 될 것으로 판단된다. Recently, pressure grouting is widely being used in construction site for strength improvement of ground and water proof, reinforcement and so on. It is necessarily required to estimate an appropriate injection pressure and injection time for economical and reasonable construction in the site through the size and shape of the hardened grout measured according to ground condition. However, sampling for the hardened grout is time-consuming and needs high cost on preliminary test in the site. The system which could predict the size and shape of the hardened grout does not exist until now. Thus, numerical method based on VOF method and porous model was used for the calibration chamber injection test with injection pressure (50 kPa, 100 kPa, 150 kPa) in this study. The results indicate that the numerical technique based on VOF method and porous model among CFD analysis is expected to be a basic study for the prediction of the behavior and solidification of pressure grouting.