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사질토의 투수계수와 전기전도도 간의 상관관계
Relationship between Hydraulic Conductivity and Electrical Conductivity in Sands 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.31 no.6, 2015년, pp.45 - 58  

김진욱 (고려대학교 건축사회환경공학부) ,  추현욱 (고려대학교 건축사회환경공학부) ,  이창호 (전남대학교 해양토목공학과) ,  이우진 (고려대학교 건축사회환경공학부)

초록
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본 연구에서는 이론적 고찰을 통해 Kozeny-Carman식을 변형하여 전기전도도 측정을 통한 사질토의 투수계수 추정식을 제안하였다. 제안된 예측식에 대한 실험적 검증을 위해 6종류의 사질토에 대하여 4개의 전극을 설치한 정수위 투수시험을 실시하였으며, 다양한 변수들 하에 시험을 진행하였다. 시험 결과, 사질토에서 흙 입자 표면을 통한 전기전도는 미미하였으며, 간극수의 전기전도도가 투수계수와 formation facotor에 미치는 영향은 제한적이었다. 흙 입자의 유효입경이 formation factor에 미치는 영향은 미미하였으나 투수계수에는 큰 영향을 주었다. 제안된 식을 활용하여 투수계수를 예측하기 위해서는 형상계수와 Archie's m에 대한 정보가 필요하여 error norm방법을 사용해 형상계수를 구하였다. 또한, 간극률을 변화시키며 측정된 formation factor를 사용하여 Archie's m을 구하였다. formation factor를 사용하여 계산한 투수계수를 측정값과 같이 도시한 결과, 계산된 투수계수는 측정된 투수계수와 유사한 값을 보여주었다. 기존 Kozeny-Carman식과 본 연구에서 제안하는 전기전도도를 이용한 투수식 간의 정량적인 비교를 위해, 정규화된 투수계수를 사용하여 형상계수, Archie's m, 간극률에 따른 정규화된 투수계수의 변화를 비교한 결과, 형상계수와 Archie's m의 변화에 따른 정규화된 투수계수의 변화 폭에 비해, 간극률의 변화에 따른 정규화된 투수계수는 매우 큰 폭으로 변하였다. 따라서 본 연구에서 제안하는 전기전도도를 이용한 투수계수 예측식이 기존 Kozeny-Carman식보다 더 높은 신뢰도를 보일 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The aim of this study is to suggest a semi-empirical equation for estimating the hydraulic conductivity of sands using geoelectrical measurements technique. The suggested formula is based on the original Kozeny-Carman equation; therefore varying factors affecting the Kozeny-Carman equation were sele...

주제어

#Formation factor   #Hydraulic conductivity   #Archie's equation   #Sand   #Constant head permeability test  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
투수계수를 측정하기 위한 방법은 어떻게 나뉘는가? 투수계수를 측정하기 위한 실험방법은 크게 실내시험과 현장시험으로 나눌 수 있다. 실내시험은 현장시험보다 적은 시간이 소요되며, 시료 채취 비용을 제외하면 상대적으로 저비용이다.
지하수의 흐름을 평가하는 가장 중요한 인자는 무엇인가? 흙 속에서 흐르는 지하수의 흐름은 침투, 압밀, 안정성 등 여러 지반공학적 문제들과 매우 밀접한 연관이 있으며, 이러한 지하수의 흐름을 평가하는 가장 중요한 인자는 투수계수(hydraulic conductivity)이다(Budhu, 2010). 투수계수는 댐 또는 제방의 설계에 있어서 침투 예방,압밀침하량의 예측, 지하 공사를 하기 위한 가시설 벽의 치수 결정 등 다양한 토목구조물의 설계 및 시공에 있어서 중요하다(Budhu, 2010; Holtz et al.
투수계수를 측정하기 위한 실험방법중 실내시험의 장단점은 무엇인가? 투수계수를 측정하기 위한 실험방법은 크게 실내시험과 현장시험으로 나눌 수 있다. 실내시험은 현장시험보다 적은 시간이 소요되며, 시료 채취 비용을 제외하면 상대적으로 저비용이다. 하지만 실내시험은 시료의 재성 형이 필요하기 때문에 실제 현장의 상태(구조, 응력상태, 간극률 등)를 반영하기 어렵고 실내시험 결과로부터 얻은 투수계수는 소형의 시료에 대한 결과로 현장을 대표하는 대표성의 문제가 발생한다(Olson and Daniel, 1981). 현장실험은 현장에서 실험을 진행하기 때문에 크기 효과(scale effect)의 문제가 발생하지 않는다.
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