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문제 정의
- 이러한 사면의 붕괴의 직접적인 원인은 강우에 의한 것으로 볼 수 있으며, 강우침투에 따른 지하수위 상승과 간극수압 증가, 강우강도 크기에 직접적으로 영향을 받는 지표면 유출로 인한 사면의 표면토사 유출 및 얕은 사면붕괴로 나타난다. 따라서 본 연구에서는 강우로 인한 지반내 침투로 불포화토가 포화토로 변화는 과정에서 흙의 포화도 또는 함수비 변화를 예측하여 침투로 인한 구조물의 안정 및 지하수 거동을 보다 정확히 해석하고자 한다.
- 이 동축케이블는 계측 대상 사면에 설치하는 분포형 센서로서, 많은 계측기를 설치할 필요 없이 그 자체가 수많은 계측점을 가지고 있다. 본 연구에서는 TDR데이터의 포화도를 파악하고 건조영역과 불포화영역, 그리고 포화영역을 구분하고 침투능과 침투량을 파악하였다. 계측자료는 항상 시간에 따른 불규칙 신호인 노이즈를 포함하고 있기 때문에 노이즈를 제거하기 위한 방법으로 2단계의 필터링기법을 사용하였고, 1단계로 이동평균법을 사용한 후 2단계로 Fourier 변환을 이용하였다.
- 본 연구에서는 지반의 침투능을 계산하기 위해 기존의 침투공식을 검토하고 불투수계수를 이용한 침투능 산정공식을 제안하였다. 제안한 침투능 산정공식을 검증하기 위하여 TDR센서를 이용한 실내모형실험을 수행하였으며, 이론적 해석 및 실내실험에 의한 결과는 다음과 같다.
- 기존의 Horton 공식의 경우 초기함수량에 따른 침투거동을 알 수 없고, Green-Ampt 공식의 경우 포화구간과 불포화구간의 불연속면을 가정하여 지반의 연속적인 침투거동을 나타내지 못한다. 실제 강우로 인한 지반 침투는 연속적으로 침투가 이루어지므로 이와 같은 불연속적인 침투량 산정공식의 단점을 보완하고자 본 연구에서는 연속적인 침투능 산정공식을 새로이 유도하였다. 또한 TDR센서를 이용한 실내실험을 통하여 본 연구에서 제안한 불투수계수를 이용한 침투능 산정공식과 기존공식들의 비교분석을 행하였다.
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