체적기압판 추출장치를 이용한 물보유함수의 매개변수 추정

Estimation of Parameters in Water Retention Function using Volumetric Pressure Plate Extractor

본 연구에서는 비포화흐름을 해석하는데 있어 기초자료가 되는 물보유함수를 추정하기 위하여 SUS, KUS 등 두가지 국내토양에 대한 물보유함수를 체적기압판추출장치를 이용하여 측정하였다. 체적기 압판추출장치를 사용할 때 압력을 점차적으로 증가하면서 흙시료로 배출되는 물의 양을 정확히 측정한다. 또한 압력이 점차적으로 줄어들 때 흙에 유입되는 물의 양을 정확히 측정한다. 실험결과 젖음 또는 마름과정에 따라 물보유함수가 차이가 나는 이력현상이 발생하였다. 대표적인 물보유함수인 Gardner식, Brooks-Corey식 그리고 van Genuchten식의 실측치에 대한 매개변수 추정을 통하여 그 물리적 의미와 각 토양시료별 매개변수 값을 구하였다. 그 결과 Gardner식, Brooks-Corey 그리고 van Genuchten의 매개변수는 공기유입값과 토양의 입경 크기에 관계 되는 변수임을 알 수 있었다. 결론적으로 van Genuchten식이 측정된 실험자료를 가장 정확하게 모의함을 알 수 있었다.

In this study the experiment on water retention cure was conducted by using a volumetric pressure plate extractor for two different soils (SUS and KUS). When the volumetric pressure plate extractor is used, the volume of water removed from the soil sample at each increasing pressure step can be accurately measured and retained. When pressure values are subsequently reduced, the volume of water that returns to the soil can then also be accurately measured. The hysteresis effect of water retention curve was considered in the experiment. Parameters of water retention function were estimated by fitting experimental data with three proposed equations. Results of estimation showed that parameters of Gardner, Brooks-Corey and van Genuchten equations were found to be associated with air-entry value and width of size distribution. Consequently van Genuchten equation was proved to be best fined through the measured data points.