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문제 정의
- Harris 등(2000)과 Depountis 등 (2001)은 모형토조 바닥과 조성되는 모형지반 상부에 다수의 전극을 설치하고 1g와 10g 원심모형실험 중 모형지반의 전기비저항 토모그래피(tomography) 획득을 시도하였다. 모형지반 상부에 염수를 주입해 침투시험을 실시하였고, 염수의 이동을 감지하고자 하였다. 국내에서는 최근 원심모형실험을 활용한 다양한 연구가 활발히 수행됨에도 불구하고, 제대로 된 전기비저항 탐사 기법 적용을 통한 모형지반의 물성평가는 수행된 적이 없다.
- 현장여건과 다른 유한한 경계조건을 갖는 모형토조에서 전기비저항 탐사를 수행하므로 그 영향을 사전에 검토하여야 한다. 모형토조의 경계 영향을 검토하기 위해 염수주입실험에서 사용되는 모형지반과 동일한 지반을 동일한 토조에 조성하고 경계효과를 분석하고자 하였다. 전극 설치용 아크릴 판의 길이 방향 13개 측선중 등간격의 5개 측선에 41개씩의 전극을 연결하고 전기비저항 탐사를 실시하였다.
- 앞서 언급한 Harris 등(2000)과 Depountis 등(2001)에 의해 실시된 염수주입실험은 1g와 10g 실험마다 모형지반을 조성해 실험을 실시하였고, 전극전기비저항 토모그래피 획득을 위해 토조 바닥에 전극을 설치하고 모형지반 상부에 전극을 설치하였다. 본 연구에서는 추후 원심모형 실험을 통한 다양한 연구에 전기비저항 탐사 기법의 적용성 향상을 위해 조성된 모형지반의 상부에만 전극을 설치하여 하부 지반을 모니터링 하고자 하였다.
- 현재 모형실험 등 반무한체 가정에 위배된 조건에서 수행된 전기비저항 탐사 결과를 제대로 해석하기 위해 경계 정보를 고려하는 개선된 3차원 역산 기법을 개발 중에 있다. 본 연구에서는 현 버전의 DCPro를 그대로 사용하는 대신 관찰하고자 하는 대상보다 지반 모델을 최대한 크게 제작함으로써 경계영향을 줄이고자 하였다.
- 염수주입실험을 위한 지반 모델은 상단이 평평하므로 전극 설치의 문제점을 줄여줄 수 있도록 아크릴 판을 활용하였다. 아크릴 판(acrylic plate)에 일정 간격으로 홈을 파고 전극을 고정시킴으로써 전극 간격을 일정하게 유지시키고자 하였다. 전극은 바늘 형태로 전도가 잘 되며 부식 저항성이 큰 스테인리스 스틸(stainless steel)로 제작되었다.
제안 방법
- 1g 조건에서의 실험 후 동일한 모형지반에 대해 10g 상태 즉, 원심모형실험 장비를 가동시킨 상태에서 실험을 이어서 실시하였다. 10g 실험에서는 목표 중력장(g-level)인 10g 도달 이후 모형지반의 안정화를 위하여 5분간 중력장 상태를 유지한 뒤 실험을 수행하였다. 실제 1g 및 10g 조건의 각 염수 주입 단계에서 각각 21회에 걸쳐 연속적으로 전기비저항 탐사를 수행하였으며 1g 실험 전 단계, 1g와 10g 실험 중간 및 10g 실험 종료 후에도 비교를 위해 몇 회에 걸쳐 탐사를 수행하였다.
- 본 논문에서는 이러한 연구의 기초적 단계로 KAIST에 설치되어 있는 원심모형실험 시설에 상용 장비를 기반으로 한 전기비저항 탐사 수행 시스템을 설치하였다. 구축된 시스템에 대한 검증 및 고찰을 위해 불포화토 지반에 대한 염수주입실험을 실시하였다. 원심모형실험 장비를 가동하지 않은 상태와 가동한 상태에서 전기비저항 탐사를 지속적으로 실시하여 구축된 시스템이 올바르게 작동하는지 점검하였다.
- 원심모형실험 수행 중 모형지반에 대한 내부 상태 모니터링을 목적으로 상용 전기비저항 탐사장비(Supersting R8)에 기반한 전기비저항 탐사 수행 시스템을 KAIST 원심모형실험 장비 내에 구축하였다. 구축된 원심모형 실험 장비 내 전기비저항 탐사 모니터링 시스템의 검증을 위하여 1g 및 10g 상태에서 염수주입 모형실험을 실시하였다.
- 25M의 농도로 제조하였다. 또한 침투경로 시각화를 위해 Universal PH indicator 용액을 첨가하였다. 실험 중 염수의 주입과 주입되는 염수의 유량을 계측하기 위해 Fig.
- 원심모형실험 장비를 가동하지 않은 상태와 가동한 상태에서 전기비저항 탐사를 지속적으로 실시하여 구축된 시스템이 올바르게 작동하는지 점검하였다. 모형 지반내로의 염수 침투 상황을 실시간으로 해석된 전기비저항 영상으로 관찰하고자 하였으며 실험 종료 뒤 모형지반 수직 절개단면에 대해 직접적으로 도출한 전기비저항 값과의 비교를 통해 결과를 검증하고 구축된 시스템의 문제점 및 향후 적용성에 대해 고찰하였다.
- 모형지반 조성에는 모형지반 전체를 균일한 단일 층으로 조성하는 다짐기법인 과소다짐법을 적용하였다. 모형지반을 5개 층으로 나누어 한 번에 동일한 무게의 시료를 다짐하였으며, 상부층으로 갈수록 다짐기의 낙하횟수를 증가시키는 방법으로 다짐에너지를 비례적으로 증가시켰다. 경계영향을 줄이고자 큰 토조를 사용하고 모형 지반의 높이 또한 높게 하고자 하였으며 조성된 모형지반의 최종 높이는 37cm 이다.
- 모형지반의 전기비저항 단면 획득을 위해 지표에 설치된 전극만으로 여러 가지 조합을 통해 2차원 역산 단면을 획득하였다. 지중에 관입이나 센서 설치 등이 없이 심도별로 전기비저항 값을 얻을 수 있으며 이는 비파괴시험의 장점이라 할 수 있다.
- 또한 특정 경계가 존재하는 모형지반에서 전기비저항 탐사가 수행되므로 지반을 반 무한체로 가정하고 정모델링을 수행하는 기존 역산 기법을 그대로 이용하기 위해서는 검증이 필요하며 문제가 있다면 기존 역산 기법에 대한 개선이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 연구의 기초적 단계로 KAIST에 설치되어 있는 원심모형실험 시설에 상용 장비를 기반으로 한 전기비저항 탐사 수행 시스템을 설치하였다. 구축된 시스템에 대한 검증 및 고찰을 위해 불포화토 지반에 대한 염수주입실험을 실시하였다.
- 고중력장에서도 문제가 발생하지 않도록 견고해야 하며 지반 모형에 좁은 간격으로 설치하므로 전극위치에 오차가 없도록 노력해야 한다. 본 연구에서는 탄소봉을 이용한 전극을 모형 지반에 삽입하거나 스테인레스 스틸 전극을 일정 간격으로 부착한 아크릴 판을 모형 지반 상단에 덮는 방식 등을 시도하였다. 분전반(distributing board)은 바스켓 옆에 위치시켜 전극과 리본 케이블로 연결하였으며 분전반과 회전축 중심에 설치된 배전반(switch box)과는 견고하게 제작된 다심 케이블로 연결하였다.
- 본 연구에서는 탄소봉을 이용한 전극을 모형 지반에 삽입하거나 스테인레스 스틸 전극을 일정 간격으로 부착한 아크릴 판을 모형 지반 상단에 덮는 방식 등을 시도하였다. 분전반(distributing board)은 바스켓 옆에 위치시켜 전극과 리본 케이블로 연결하였으며 분전반과 회전축 중심에 설치된 배전반(switch box)과는 견고하게 제작된 다심 케이블로 연결하였다.
- 지반구조물의 거동 및 안정성 평가 등을 위해 원심모형실험이 수행되고 있다. 실대형 구조물을 작게 축소하고 일반 중력상태(1g)에서 실험하여 그 거동을 평가하는 단순한 축소모형실험과 달리, 원심모형실험은 축소 모형에 원심력을 통한 인위적인 중력장을 발생시켜 모형지반 내 응력을 현장응력과 유사한 상태에서 모형실험을 수행한다. 따라서 주변 지반의 응력상태(구속압)에 크게 영향을 받는 지반구조물의 거동 및 안정성 평가를 더욱 현실적으로 수행할 수 있다.
- 10g 실험에서는 목표 중력장(g-level)인 10g 도달 이후 모형지반의 안정화를 위하여 5분간 중력장 상태를 유지한 뒤 실험을 수행하였다. 실제 1g 및 10g 조건의 각 염수 주입 단계에서 각각 21회에 걸쳐 연속적으로 전기비저항 탐사를 수행하였으며 1g 실험 전 단계, 1g와 10g 실험 중간 및 10g 실험 종료 후에도 비교를 위해 몇 회에 걸쳐 탐사를 수행하였다. 염수는 1g 실험에서 6.
- 원심모형실험 중 계획한 양의 염수를 모형지반으로 주입하기 위하여 미소 유량조절밸브(needle valve)와 솔레노이드 밸브(solenoid valve)를 이용하였다. 실험 전 미소 유량 조절밸브의 눈금 조절을 통하여 튜브를 통하여 염수가 흐를 때 계획된 양의 염수가 밸브를 통과하여 모형지반으로 유입되도록 고안하였다. 솔레노이드 밸브는 염수 탱크에서 미소 유량조절밸브로 염수를 주입하기 위해 이용하였다.
- 전극 배열 형태는 쌍극자(Dipole-Dipole) 배열이며 하나의 측선에 대한 계측에 5분 20초가 소요되었다. 염수 주입 전에 조성된 모형지반에서 대조실험(blank test)을 수행하였고 그 결과를 Fig. 6에 도시하였다. 전체 영상에서 비교적 균일한 전기비저항 분포를 확인되는데 전기비저항 측면에서 모형지반이 균질하게 조성되었고 3.
- 두 번째로 지반과의 접촉성이 중요한데 특히 원심모형실험 중에 실험이 진행되면서 접촉성이 점차 결여되지 않도록 견고히 설치하는 것이 중요하다. 염수주입실험을 위한 지반 모델은 상단이 평평하므로 전극 설치의 문제점을 줄여줄 수 있도록 아크릴 판을 활용하였다. 아크릴 판(acrylic plate)에 일정 간격으로 홈을 파고 전극을 고정시킴으로써 전극 간격을 일정하게 유지시키고자 하였다.
- 염수가 계속 뿌려질 경우 지반 내로 염수는 지속적으로 침투하여 그 영역이 확대되는데 염수는 전기전도도가 큰 유체로 전기비저항 탐사에서 이러한 영역이 저 비저항 이상대로 나타난다. 원심력을 가하기 전, 즉 일반 중력 상태(1g)에서 염수주입실험을 실시하고 동일 모형 지반을 이용하여 연이어 원심력을 가해 고중력 상태(10g)에서 동일 실험을 수행하였다. 앞서 언급한 Harris 등(2000)과 Depountis 등(2001)에 의해 실시된 염수주입실험은 1g와 10g 실험마다 모형지반을 조성해 실험을 실시하였고, 전극전기비저항 토모그래피 획득을 위해 토조 바닥에 전극을 설치하고 모형지반 상부에 전극을 설치하였다.
- 원심모형실험 수행 중 모형지반에 대한 내부 상태 모니터링을 목적으로 상용 전기비저항 탐사장비(Supersting R8)에 기반한 전기비저항 탐사 수행 시스템을 KAIST 원심모형실험 장비 내에 구축하였다. 구축된 원심모형 실험 장비 내 전기비저항 탐사 모니터링 시스템의 검증을 위하여 1g 및 10g 상태에서 염수주입 모형실험을 실시하였다.
- 원심모형실험 시설 내 구축된 전기비저항 탐사 모니터링 시스템을 검증하기 위해 염수주입실험을 수행하였다. 불포화토 상태의 지반 표면에 염수가 뿌려지면 지반 내로 흡수된다.
- 구축된 시스템에 대한 검증 및 고찰을 위해 불포화토 지반에 대한 염수주입실험을 실시하였다. 원심모형실험 장비를 가동하지 않은 상태와 가동한 상태에서 전기비저항 탐사를 지속적으로 실시하여 구축된 시스템이 올바르게 작동하는지 점검하였다. 모형 지반내로의 염수 침투 상황을 실시간으로 해석된 전기비저항 영상으로 관찰하고자 하였으며 실험 종료 뒤 모형지반 수직 절개단면에 대해 직접적으로 도출한 전기비저항 값과의 비교를 통해 결과를 검증하고 구축된 시스템의 문제점 및 향후 적용성에 대해 고찰하였다.
- 주입되는 염수 유량을 계측하기 위하여 염수 탱크(container)에 비중이 1보다 작은 폴리프로필렌(polypropylene) 수지로 제작한 반사판을 띄우고 레이저 변위계(laser sensor)를 통하여 염수가 주입되는 동안 그 위치 변화를 계측하도록 하였다. 원심모형실험 중 계획한 양의 염수를 모형지반으로 주입하기 위하여 미소 유량조절밸브(needle valve)와 솔레노이드 밸브(solenoid valve)를 이용하였다. 실험 전 미소 유량 조절밸브의 눈금 조절을 통하여 튜브를 통하여 염수가 흐를 때 계획된 양의 염수가 밸브를 통과하여 모형지반으로 유입되도록 고안하였다.
- 11에 실험 후 모형지반 단면에 대해 직접 계측한 전기비저항 결과를 도시하였다. 이 결과를 10g 실험에서 마지막으로 수행한 전기비저항 탐사의 역산단면과 비교하였다. 미니옴을 통한 계측 결과가 우측 주입구 하부의 저 비저항 분포영역이 하부로 확대된 것을 볼 수 있는데 이는 10g 원심모형실험 종료 후 장비 해체, 모형 지반 절단 및 전기비저항 직접 측정 실험까지의 시간차에 기인하는 것으로 Fig.
- 지중에 관입이나 센서 설치 등이 없이 심도별로 전기비저항 값을 얻을 수 있으며 이는 비파괴시험의 장점이라 할 수 있다. 이러한 비파괴 전기비저항 탐사에 대한 검증은 수치해석 및 현장 검증 실험 등을 통해 지속적으로 이루어져 왔으며, 본 연구에서도 특정 상황에서 획득한 2차원 전기비저항 역산 단면을 검증하기 위해 모형지반 시편 단면에 대한 전기비저항 값을 직접 측정하였다. 원심모형실험 종료 후 실험 측선을 기준으로 하여 Fig.
- 현장적용을 목적으로 한 3차원 지형까지 고려하는 역산기술이 개발되었지만 이는 현장의 반무한체 지반을 바탕으로 하고 있다. 이에 반해 원심모형실험에서 사용되는 모형토조는 현장과는 달리 유한한 경계조건으로 기존 역산기술을 원심모형실험에 적용하기 위해 보고자 하는 영역에 비해 지반 모델을 크게 제작하고 적합한 측선을 설계하였다. 경계영향 등을 확인하기 위한 대조실험 결과, 토조 중앙부는 토조 벽면과 유한한 지반경계로 인한 왜곡이 미비한 것으로 판단되었고, 이후 수행된 본 실험인 염수주입실험에서도 전기비저항 영상 변화를 효과적으로 관찰할 수 있었다.
- 모형토조의 경계 영향을 검토하기 위해 염수주입실험에서 사용되는 모형지반과 동일한 지반을 동일한 토조에 조성하고 경계효과를 분석하고자 하였다. 전극 설치용 아크릴 판의 길이 방향 13개 측선중 등간격의 5개 측선에 41개씩의 전극을 연결하고 전기비저항 탐사를 실시하였다. 측선 간의 거리는 15cm이며, 가장자리에 위치한 두 측선과 모형토조 벽면과의 거리는 각각 5cm 였다.
- 4와 같은 염수 주입 및 계측시스템을 구성하였다. 주입되는 염수 유량을 계측하기 위하여 염수 탱크(container)에 비중이 1보다 작은 폴리프로필렌(polypropylene) 수지로 제작한 반사판을 띄우고 레이저 변위계(laser sensor)를 통하여 염수가 주입되는 동안 그 위치 변화를 계측하도록 하였다. 원심모형실험 중 계획한 양의 염수를 모형지반으로 주입하기 위하여 미소 유량조절밸브(needle valve)와 솔레노이드 밸브(solenoid valve)를 이용하였다.
- 주입할 염수는 전기비저항 측정 시 모형지반 침투경로의 전기전도도를 증대시키기 위해 염화나트륨(sodium chloride, NaCl)을 이용하여 0.25M의 농도로 제조하였다. 또한 침투경로 시각화를 위해 Universal PH indicator 용액을 첨가하였다.
대상 데이터
- 모형지반을 5개 층으로 나누어 한 번에 동일한 무게의 시료를 다짐하였으며, 상부층으로 갈수록 다짐기의 낙하횟수를 증가시키는 방법으로 다짐에너지를 비례적으로 증가시켰다. 경계영향을 줄이고자 큰 토조를 사용하고 모형 지반의 높이 또한 높게 하고자 하였으며 조성된 모형지반의 최종 높이는 37cm 이다. Fig.
- 길이 1100mm, 폭 700mm, 높이 700mm의 내부크기를 갖고 재질이 알루미늄인 토조를 사용하여 모형 지반을 조성하였다. 토조의 전면은 아크릴로 제작되어 있어 다양한 실험 수행 시 측면에서 실험 관찰이 용이한 장점이 있다.
- 해당 토조는 원심모형실험 장치에 설치할 수 있는 박스형 토조 중 최대 크기이다. 모형지반 재료는 전라북도 부안군 인근 새만금에서 채취한 시료이며 해당 시료의 기본 물성은 Table 1에 나타내었다. 전기비저항 탐사에 소요되는 시간에 비해 염수의 침투가 빠른 지반일 경우 특정 시점에서의 염수 침투 형상을 얻어내기가 쉽지 않다.
- 실험 전 미소 유량 조절밸브의 눈금 조절을 통하여 튜브를 통하여 염수가 흐를 때 계획된 양의 염수가 밸브를 통과하여 모형지반으로 유입되도록 고안하였다. 솔레노이드 밸브는 염수 탱크에서 미소 유량조절밸브로 염수를 주입하기 위해 이용하였다. 솔레노이드 밸브의 경우, 원심모형실험 중 원격으로 스위치를 작동하여 밸브의 개폐를 조작할 수 있다.
- 아크릴 판(acrylic plate)에 일정 간격으로 홈을 파고 전극을 고정시킴으로써 전극 간격을 일정하게 유지시키고자 하였다. 전극은 바늘 형태로 전도가 잘 되며 부식 저항성이 큰 스테인리스 스틸(stainless steel)로 제작되었다. 따라서 아크릴 플레이트를 활용할 경우 지반 모델 상단을 덮는 형태로 간단하게 전극을 설치 할 수 있으며, 원심력을 가한 상태에서도 전극과 지반이 안정적인 접촉성 유지하는 장점이 있다.
- 전기비저항 탐사를 위한 측선은 전극 플레이트에 중앙에 위치한 41개 전극을 이용하였다. 앞서 언급한 것처럼 모든 전극 간 간격은 2.
이론/모형
- 모형지반 조성에는 모형지반 전체를 균일한 단일 층으로 조성하는 다짐기법인 과소다짐법을 적용하였다. 모형지반을 5개 층으로 나누어 한 번에 동일한 무게의 시료를 다짐하였으며, 상부층으로 갈수록 다짐기의 낙하횟수를 증가시키는 방법으로 다짐에너지를 비례적으로 증가시켰다.
- , 2013a). 원심모형실험 장비 내 전기비저항 탐사 모니터링 시스템 구축을 위해 상용 전기비저항 탐사장비인 미국 AGI(advanced geosciences inc.)의 8채널 대지비저항 측정기 Supersting R8을 활용하였다. 원심모형실험은 인위적인 중력장 생성을 위해 모형지반을 고속으로 회전시킨 상태에서 실험이 수행되기 때문에 현장에서와 같이 대상 지반 옆에서 수행자가 탐사 장비를 직접 조작할 수가 없다.
- 외부 제어실 (control room) 컴퓨터에서 원격조정을 통해 계측된 자료에 대한 실시간 해석이 가능하다. 자료 처리 프로그램으로는 3차원까지 확장된 역산 프로그램인 DCPro(Kim, 2012)를 적용하였다. 자료 처리 프로그램을 통해 전위(potential) 및 겉보기 비저항 영상을 확인할 수 있으며 역산을 통해 전기비저항 영상을 도출할 수 있다.
성능/효과
- 이는 상부 반원체에 존재하였던 염수가 시간이 경과함에 따라 이동하여 생긴 결과로 보이는데 주입된 염수가 전체적으로 흩어진 것이 아니라 중력 방향으로 주되게 침투된 것이다. 1g 실험 종료 후 추가적인 염수 주입이 없는 상태에서 지반내 염수는 주변 지반으로의 침투를 가능케 했던 압력을 더 이상 유지할 수 없는 상태가 되었으며 자중에 의한 중력방향으로의 침투만이 가능하게 된 결과로 판단된다.
- 그림에서 알루미늄 벽면에 가까이 위치한 1번 측선과 아크릴 벽면에 가까운 5번 측선의 결과는 2번, 3번, 4번 측선의 결과보다 전기비저항 변화의 폭이 큰 것을 확인할 수 있다. 각 측선의 결과에서 역산된 최대 전기비저항의 최소 전기비저항에 대한 백분율을 살펴보면, 1번 측선부터 5번 측선까지 각각 496%, 244%, 226%, 267%, 1159%에 이른다. 5번 측선의 경우 절연체인 아크릴 벽면이 전기비저항 증가에 지대한 영향을 미치는 것으로 판단되며, 1번 측선의 경우에도 알루미늄 벽면의 영향으로 벽면으로부터 상대적으로 멀리 떨어진 2번, 3번, 4번 측선보다 전기비저항 변화의 폭이 큰 것을 알 수 있다.
- 이에 반해 원심모형실험에서 사용되는 모형토조는 현장과는 달리 유한한 경계조건으로 기존 역산기술을 원심모형실험에 적용하기 위해 보고자 하는 영역에 비해 지반 모델을 크게 제작하고 적합한 측선을 설계하였다. 경계영향 등을 확인하기 위한 대조실험 결과, 토조 중앙부는 토조 벽면과 유한한 지반경계로 인한 왜곡이 미비한 것으로 판단되었고, 이후 수행된 본 실험인 염수주입실험에서도 전기비저항 영상 변화를 효과적으로 관찰할 수 있었다. 본 연구의 염수주입 실험에서는 기존 역산기술을 적용함에 큰 문제가 없었지만 원심모형실험에서 보다 다양한 지반 모델에 활용하기 위해 모형토조의 경계효과와 모형의 지형효과까지도 고려하는 개선된 역산 기법 개발이 필요하다고 판단된다.
- 따라서 모형 지반 재료로 점토 성분이 적은 실트질 모래를 택했으며 투수계수는 4.74×10-5cm/sec이다.
- 염수주입실험에서 획득한 시간대별 전기비저항 영상을 통해 지반내의 유체이동에 대해 시각적으로 관찰할 수 있었으며 모형 지반 절단면에서 직접 측정한 값과의 비교를 통해서도 탐사결과가 높은 신뢰성을 가지는 것을 알 수 있었다. 이는 원심모형실험 장비 내에 전기비저항 탐사 수행 시스템이 성공적으로 구축되었음을 의미하며 추후 지속적인 개선을 통해 이를 활용한 다양한 분야에 대한 적용이 예상된다.
- 9에서의 현상과 동일하다. 전반적으로 상당히 유사한 결과를 도출하는 것으로 나타났으며 원심모형실험 장비 내 구축된 전기비저항 탐사 모니터링 시스템이 토조 내 모형지반 및 고중력장 조건에서도 효과적으로 작동됨을 확인할 수 있었다.
- 6에 도시하였다. 전체 영상에서 비교적 균일한 전기비저항 분포를 확인되는데 전기비저항 측면에서 모형지반이 균질하게 조성되었고 3.3 절에서 언급한 바와 같이 경계 영향으로 인한 자료 취득의 오류 또한 미비한 것으로 판단된다.
후속연구
- 이 중에서도 가운데에 위치한 3번 측선은 최소, 최대 전기비저항의 비가 최소인 것으로 미루어 토조 경계가 결과에 미치는 영향이 최소일 것으로 생각된다. 따라서 경계효과에 관한 면밀한 추가 연구가 수행되어야 하겠지만, 탐사 관심 심도 이상으로 토조 벽면에서 떨어진 곳에서 실험수행 시 경계로 인한 영향이 최소화될 것이라 예상된다.
- 경계영향 등을 확인하기 위한 대조실험 결과, 토조 중앙부는 토조 벽면과 유한한 지반경계로 인한 왜곡이 미비한 것으로 판단되었고, 이후 수행된 본 실험인 염수주입실험에서도 전기비저항 영상 변화를 효과적으로 관찰할 수 있었다. 본 연구의 염수주입 실험에서는 기존 역산기술을 적용함에 큰 문제가 없었지만 원심모형실험에서 보다 다양한 지반 모델에 활용하기 위해 모형토조의 경계효과와 모형의 지형효과까지도 고려하는 개선된 역산 기법 개발이 필요하다고 판단된다.
- 염수주입실험에서 획득한 시간대별 전기비저항 영상을 통해 지반내의 유체이동에 대해 시각적으로 관찰할 수 있었으며 모형 지반 절단면에서 직접 측정한 값과의 비교를 통해서도 탐사결과가 높은 신뢰성을 가지는 것을 알 수 있었다. 이는 원심모형실험 장비 내에 전기비저항 탐사 수행 시스템이 성공적으로 구축되었음을 의미하며 추후 지속적인 개선을 통해 이를 활용한 다양한 분야에 대한 적용이 예상된다. 기존 전기비저항 탐사기법이 적용되는 댐, 제방과 같은 현장을 원심모형실험에서 모사하여 다양한 매개변수 연구가 가능할 것으로 판단되며, 뿐만 아니라 다양한 원심모형실험 모형지반의 물성변화 자체를 모니터링 할 수 있는 요소기술로 활용되어 지반의 전기비저항 탐사결과와 공학적 물성치와의 상관관계 규명 등에 대한 연구에 활용도 기대되고 있다.
- 이는 탈수 현상(spin dry effect)에 의한 것으로 불포화토 내부의 수분(간극수)들이 하부로 이동하여 매질의 함수비 감소로 인해 전기비저항이 높아진 것이며 이러한 현상은 10g 실험이 종료될 때까지 지속적으로 진행되었다. 탈수 현상에 의한 모형 지반의 전기비저항 증가 현상은 원심모형실험에서 피할 수 없는 현상으로 생각되며 원심모형실험 수행에 있어 전기비저항 탐사를 적용할 시에 이러한 영향에 대해 추가적인 주의가 필요할 것으로 판단된다.
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