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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 천병식
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수12
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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최근 들어 친환경적이며 지속 가능한 지반개량공법이 개발이 되었는 바, 특정 미생물의 화학적인 작용에 의해 지반을 고결화하고 공극을 감소시켜 강도를 증대시키는 공법이 수차례 소개된 바 있다. 이미 국외에서는 미생물의 작용으로 탄산칼슘을 생성하는 방법(MICP, 탄산칼슘형성작용)을 이용하여 지반강도를 증진하기 위한 연구가 체계적으로 진행되어 왔지만, 직접적으로 미생물을 이용한 지반개량(e.g. 바이오 그라우팅)은 사전에 미생물을 배양해야 한다는 점에서 비효율적이며 시공비 증대의 우려가 있다.
본 연구에서는 앞서 지적한 단점을 극복하기 위하여 이미 토사에 존재하는 미생물의 증식을 유도하는 방법으로써, 유기산 재료를 현장토에 포설하고 적정 다짐 후 미생물 증식으로 토사를 안정시키는 방법에 대한 메커니즘과 현장적용성을 제시하고자 한다.
이를 위해 다양한 토사에 대하여 강도와 투수시험을 실시하였으며, 메커니즘 규명을 위한 SEM, XRD분석을 실시하였다. 또한, 유기산 재료에 의한 미생물의 증식 경향을 규명하기 위하여 총세균수 계수를 실시하였다. 한편, 현장적용성 평가를 위해 화강풍화토가 주인 현장을 선정하여 강도와 강성을 측정하였으며 SEM-EDS 분석을 실시하였다.
일축압축강도시험 결과, 유기산을 혼합한 경우 재령 96일에서 화강풍화토는 약 1.5배, 라테라이트성 적토는 2.5배의 강도증가가 나타났으며, 투수계수는 최대 93%의 감소율을 보이는 등 차수성이 증대하는 것으로 나타났다. 유기산 재료 혼합 전?후 SEM분석과 XRD분석 결과, 공극의 감소와 고결화를 확인할 수 있었으며, 탄산칼슘의 증가가 확연하게 나타나 토립자 사이에 탄산칼슘의 생성이 지반개량의 주요 메커니즘이라는 것을 확인하였다. 또한 총균수 계수 결과, 유기산 재료를 혼합하는 경우에는 4∼5배 미생물이 더 증식하는 것으로 나타나 강도 및 차수성 증대는 미생물의 증식으로부터 발생한 것으로 확인할 수 있었다. 현장실험 결과, 유기산 재료를 혼합한 경우에는 시간이 경과함에 따라 지반의 강도와 강성이 증대하였으며 더불어 밀도가 증대하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 시간이 경과함에 따라 함수비가 감소하는 건조 및 고화작용도 확인할 수 있었으며, 이는 유기화합물의 발열반응에 의한 것으로 사료된다.
현재 유기산 재료가 효과적이라는 것은 확인되었으나 세부 반응 기작에 대한 분석이 수행되지 않았다. 따라서 향후에는 미생물 증식을 극대화하는 유기산 재료의 개발에 관해 명확한 규명이 필요할 것이며, 사질토 지반뿐만 아니라 다양한 지반에 대한 현장적용성 연구를 통해 미생물을 활용한 친환경적인 지반개량 공법 개발이 활성화 되어야 할 것이다.
본 연구에서는 앞서 지적한 단점을 극복하기 위하여 이미 토사에 존재하는 미생물의 증식을 유도하는 방법으로써, 유기산 재료를 현장토에 포설하고 적정 다짐 후 미생물 증식으로 토사를 안정시키는 방법에 대한 메커니즘과 현장적용성을 제시하고자 한다.
이를 위해 다양한 토사에 대하여 강도와 투수시험을 실시하였으며, 메커니즘 규명을 위한 SEM, XRD분석을 실시하였다. 또한, 유기산 재료에 의한 미생물의 증식 경향을 규명하기 위하여 총세균수 계수를 실시하였다. 한편, 현장적용성 평가를 위해 화강풍화토가 주인 현장을 선정하여 강도와 강성을 측정하였으며 SEM-EDS 분석을 실시하였다.
일축압축강도시험 결과, 유기산을 혼합한 경우 재령 96일에서 화강풍화토는 약 1.5배, 라테라이트성 적토는 2.5배의 강도증가가 나타났으며, 투수계수는 최대 93%의 감소율을 보이는 등 차수성이 증대하는 것으로 나타났다. 유기산 재료 혼합 전?후 SEM분석과 XRD분석 결과, 공극의 감소와 고결화를 확인할 수 있었으며, 탄산칼슘의 증가가 확연하게 나타나 토립자 사이에 탄산칼슘의 생성이 지반개량의 주요 메커니즘이라는 것을 확인하였다. 또한 총균수 계수 결과, 유기산 재료를 혼합하는 경우에는 4∼5배 미생물이 더 증식하는 것으로 나타나 강도 및 차수성 증대는 미생물의 증식으로부터 발생한 것으로 확인할 수 있었다. 현장실험 결과, 유기산 재료를 혼합한 경우에는 시간이 경과함에 따라 지반의 강도와 강성이 증대하였으며 더불어 밀도가 증대하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 시간이 경과함에 따라 함수비가 감소하는 건조 및 고화작용도 확인할 수 있었으며, 이는 유기화합물의 발열반응에 의한 것으로 사료된다.
현재 유기산 재료가 효과적이라는 것은 확인되었으나 세부 반응 기작에 대한 분석이 수행되지 않았다. 따라서 향후에는 미생물 증식을 극대화하는 유기산 재료의 개발에 관해 명확한 규명이 필요할 것이며, 사질토 지반뿐만 아니라 다양한 지반에 대한 현장적용성 연구를 통해 미생물을 활용한 친환경적인 지반개량 공법 개발이 활성화 되어야 할 것이다.
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