공극 네트워크 모델을 활용한 공극의 크기 분포 및 주입압력에 따른 바이오폴리머 수용액의 주입성 분석

• 영문명: Analysis of Biopolymer Solution Injectability Based on Pore Size Distribution and Injection Pressure Using Pore Network Model
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 유재은 정종원
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』22권6호, 219~227쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2022.12.31

국문 초록

친환경 지반 개량을 위한 바이오폴리머는 지반의 강도 증진, 투수계수 저감, 식생 증진 등 다양한 효과를 보인다고 알려져 있다. 그러나, 현재까지 수행된 연구는 바이오폴리머와 흙의 단순 혼합에 따른 역학적 성능 평가에 의존한다. 본 연구에서는 주입 성능 평가를 위해 공극의 크기 분포 및 주입압력에 따른 공극 네트워크 모델링을 수행하였다. 개발된 공극 네트워크 모델은 바이오폴리머 수용액의 유변학적 특성 고려를 위해 Power-law 특성이 적용된 Modified Hagen-Poiseuile 식을 활용하였다. 공극 분포의 구성은 전체 공극 크기의 평균 및 표준편차 값의 변화를 통해 이루어졌다. 해석 결과, 공극 분포의 평균 크기 증가에 따라 공극 포화도 및 주입율은 증가하는 경향을 보인다. 반면에 공극 분포의 표준편차 증가에 따라 공극 포화도는 감소하는 경향을 보인다. 또한, 주입압력 증가에 따라 표준편차로 인한 공극 포화도 및 주입율의 차이가 감소한다. 본 연구에서 개발된 공극 네트워크 모델을통해 유변학적 특성을 고려한 주입재의 지반 내 주입 예측이 가능할 것으로 기대된다.

영문 초록

Biopolymers used for ecofriendly ground improvement lead to various effects, such as strength increase, hydraulic conductivity reduction, and vegetation enhancement. However, related studies evaluate the mechanical performance of a biopolymer-stabilized soil by simple mixing of the biopolymer and the soil. In this study, the injection performance of a biopolymer solution was evaluated by pore network modeling based on the pore size distribution and the injection pressure. The developed pore network model applies the power law behavior to a modified Hagen-Poiseuille equation to consider the rheological properties of the biopolymer solution. The pore size distribution was obtained by changing the average and standard deviation of the overall pore size. The results showed that as the average pore size increased, the pore saturation and injectivity increased. However, as the standard deviation of the pore size distribution increased, the pore saturation decreased. In addition, as the injection pressure increased, the effects of the standard deviation on the pore saturation and the injectivity decreased. The pore network model developed in this study can predict the injection properties of a grout material into the ground considering rheological properties.

목차

1. 서론

2. 해석 과정

3. 해석 결과 및 분석

4. 결론

감사의 글

References

키워드

공극 네트워크 모델링 바이오폴리머 유변학적 특성 공극 포화도 주입율 Pore Network Modeling Biopolymer Rheological Property Pore Saturation Injectivity