• 지질공학
• /
• 제14권2호
• /
• pp.169-177
• /
• 2004

포화 및 불포화 상태로 이루어진 지반 내에서 지하수의 함량 및 오염물질의 침투 이동은 지반을 구성하고 있는 다공질 매질의 공극률과 유효공극률에 매우 큰 영향을 받는다. 본 연구는 불포화 매질에 대한 유효공극률을 측정하기 위해서 Frequency domain reflectometry(FDR) system 및 측정센서를 개발하여 실내실험을 수행하였다. 또한 측정된 유전율상수의 관계로부터 유효공극률을 산정할 수 있는 유전을 믹싱모델(dielectric mixing model)을 제안하였다. 실험결과에서 불포화 흙 시료인 표준사(standard sand)와 강모래(river sand)의 유효공극률의 범위는 공극률과 비교해 약 65∼85% 내외에서 측정되었다. 특히, 측정된 유효공극률과 공극률의 관계에서 공극률이 증가할수록 유효공극률은 다소 감소하는 경향을 보이는 것으로 측정되었다. 이는 흙 입자사이의 공극 내에 존재하는 미량의 공기에 의한 것으로써 불포화 상태의 흙 칼럼이 충분히 포화 상태에 도달하지 못하였기 때문이다.

• 지질공학
• /
• 제13권4호
• /
• pp.419-428
• /
• 2003

지반을 대상으로 지하수의 이동 및 오염물질 침투에 대한 평가를 위해, 지반을 구성하고 있는 매질의 공극률과 유효공극률을 파악하는 것은 매우 중요하다. 이들은 물질 이동을 결정하는 중요한 물리적 파라메터이다. 본 연구에서는 새로운 유전율 시스템인 FOR-V (Frequency domain reflectometry with vector network analyzer)를 적용하여 표준사 (Standard sand)와 강모래 (River sand)에 대한 공극률 및 유효공극률을 측정하기 위한 실험적 연구를 실시하였다. 또한, 이들을 측정하기 위해, 다공질 매질에 대한 유전율상수의 특성을 고려한 유전율 믹싱모델 (dielectric FDR-V 시스템을 적용한 주입실험 (Injection test)과 주입물질의 농도를 측정하는 치환실험 (Replacement test)을 수행하였다. 두 종류의 실험 결과치를 비교한 결과, 측정된 유효공극률을 공극률과 비교해 보면, 약 85 - 92 %의 범위 내에 존재하는 것으로 측정되었다. 일반적인 흙의 유효공극률은 공극률에 대해 약 90 % 범위 내에 분포하고 있는 것으로 알려져 있으나, 본 연구에서는 다소 낮은 결과치를 보이고 있다. 이러한 현상은 시스템의 측정 프로브의 측정 범위가 직경 0.36 cm의 동축측정프로브 끝부분에서 이루어져 비교적 작기 때문에 제작된 흙 시료전 체적에 대한 유효공극률의 결과치이기 보다는 프로브가 위치한 지점에 대한 측정치로 판단된다. 이러한 측정 프로브의 특성을 고려해 볼 때, FDR-V 시스템은 연구자가 의도한 연구에 따라 특정 지점에 대한 지반의 정밀한 물리적 특성을 파악할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
• /
• pp.312-315
• /
• 2005

Visual MODFLOW 프로그램 내 MT3D 패키지를 이용하여 다공 추적자 시험 해석 모델을 제시하였으며, 개념모델을 설정하여 추적자 해석 모델 모사 시 입력상수인 수리전도도(K), 비산출률$(S_y)$, 유효공극률$(n_e)$, 종분산지수$({\alpha}_L)$ 및 횡분산지수$({\alpha}_T)$ 등에 따른 민감도를 분석하였다. 또한, 이를 이용하여 부산과 이천지역의 현장 추적자 시험 자료를 해석하였다. 민감도 분석 결과, 유효공극률과 종분산지수의 민감도가 가장 크게 나타났으며, 비산출률의 민감도가 가장 작게 나타났다. 유효공극률은 관측정에서 측정되는 추적자의 최고농도를 결정하는 인자이며, 종분산지수는 추적자 최고농도가 되는 경과시간과 관계가 깊은 것으로 나타났다. 재순환 추적자 시험 해석 모델을 적용한 부산지역의 경우 유효공극률은 0.15, 종분산지수는 5m인 것으로 모사되었으며, 수렴 흐름 추적자 시험 해석 모델을 적용한 이천지역의 경우 유효공극률은 0.01, 종분산지수는 13m로 산정되었다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제15권4호
• /
• pp.209-218
• /
• 2012

다양한 직경과 길이, 암종, 그리고 유효공극률을 가지는 8종의 암석시험편에 대하여 반복적으로 고체밀도와 유효공극률을 산출하고 그에 따른 반복성 및 재현성을 검토하였다. 또한 대기의 기온변화가 유효공극률의 산출에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 8종의 암석시험편에 대하여, 진공압력은 사용한 시스템의 최대진공인 1 torr로, 진공시간은 ISRM 표준시험법의 규약을 만족하는 80분으로 하여 유효공극률을 7번씩 산출하였다. 즉, 참조를 위해 각각의 시험편에 대해 1회, 반복성 검토를 위하여 모든 실험 조건을 같이한 상태에서 각 3회씩, 그리고 재현성의 검토를 위하여 동시에 수침진공하는 시험편의 숫자를 2, 4, 8개로 달리하여 3회 등 총 7번씩의 유효공극률을 산출하고 비교 검토하였다. 고체밀도의 경우 8개 암석시험편의 평균편차가 0.00 $g/cm^3$으로 나타나서 완벽한 반복성과 재현성을 보였다. 유효공극률의 경우는 모든 실험 조건을 동일하게 한 반복성 실험에서는 평균편차가 0.07% 이하, 실험 조건 중에 수침진공 하는 시험편의 숫자를 달리한 재현성 실험에서는 0.05% 이하로 모두 양호한 값을 나타내었다. 재현성 실험에 의해 측정된 유효공극률이 대부분 반복성 실험에서 측정되는 편차범위 내에서 측정되어 양호한 재현성을 보였다. 따라서, 암석시험편의 개수를 2, 4, 8개로 달리하며 수침진공 한 재현성 실험에서는 표준시험법에 따라서 1 torr 정도의 고진공을 사용하는 경우에는 여러 개의 시료를 동시에 수침진공하여도 산출되는 유효공극률에는 영향을 미치지는 않는다. 온도, 습도, 현지기압 등 기상자료와 시험편의 물속무게를 비교하고 대기 온도가 물의 온도, 밀도 및 부력에 영향을 주어 결국 시험편의 물속무게를 잘못 평가할 수 있음을 보였다. 따라서 시험편의 유효공극률을 정교하게 산출하기 위해서는 시험편의 물속무게를 측정할 때 물의 온도를 실험조건에 포함시키거나 다른 물리량과 함께 측정하여 물의 밀도 변화에 따른 물속무게 변화를 보정하여야 더 정밀한 유효공극률을 산출이 가능할 것이다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권4호
• /
• pp.541-548
• /
• 2004

본 연구는 도로, 철도, 주택가 및 도심지역의 소음저감과 건설부산물로 발생하는 폐콘크리트 재생골재의 유효이용을 위하여 포러스콘크리트의 목표공극률과 재생골재 혼입률에 따른 물리 역학적 특성 및 흡음특성을 평가하였다. 시험결과, 목표공극률과 실측공극률과의 차이는 1.7% 이내로 나타났고 압축강도는 목표공극률이 25%, 재생골재의 혼입률이 50%를 초과하는 경우에는 급격한 강도저하 경향을 나타냈다. 또한, 폐콘크리트 재생골재를 사용한 포러스콘크리트의 흡음 특성은 NRC의 경우 목표 공극률이 25%에서 가장 우수한 흡음특성을 나타냈으며, 재생골재의 혼입률에 따른 영향은 작은 것으로 나타났다. 따라서, 포러스콘크리트의 강도 및 흡음특성을 고려하였을 때 적정 목표공극률은 25%, 폐콘크리트 재생골재의 혼입률은 50% 정도가 유효한 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2006년도 총회 및 춘계학술발표회
• /
• pp.379-382
• /
• 2006

본 연구에서는 다양한 토지이용의 불교란 토양칼럼 시료를 대상으로 토양 물리화학 특성 및 자연강우에 대한 토양배수 양상을 분석하였다. 공극률은 토양컬럼에서의 유효공극률과 투수계수 및 자연강우에 대한 배수율과 대체로 정의 상관관계를 보인다. 미국 통일분류법에 따라 토양을 분류하였을 때 소성성이 낮은 실트질 토양과 점토질 토양은 유효공극률이 낮으면서 배수율도 낮고, 소성성이 없는 실트질이 섞인 자갈(유구-논)과 실트질 모래는 유효공극률이 비교적 높으면서 배수율이 다소 높았다. 불교란 토양컬럼을 완전 포화상태에서 자연배수할 때 대부분의 토양은 50시간 전후로 거의 다. 배수되며 $150{\sim}200$시간 경과되면 거의 모든 토양에서 완전배수가 되었다. 일부 500여시간이 경과되어도 지속적으로 배수되는 토양이 있는데 이는 토양수분보유특성에 기인하는 것으로 사료된다. 배수량으로 가정한 함양량 실측실험에서는 오송(전의)임야 > 무주-밭, 무주-논 > 유구-임야 > 김해-밭 > 유구-논, 유구-밭 순으로 높았으며 이들 시료들의 함양률은 50% 이상이었다. 토성에 따른 자연강우 배수상태를 보면, 소성성이 낮은 실트질 토양의 배수율이 낮고, 실트질 모래는 다양한 배수상태를 보이나 대체로 배수율이 높다. 그리고 1차, 2차 실험에서 선행 강우 5mm 미만은 토양배수에 영향을 미치지 않았다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제15권4호
• /
• pp.163-176
• /
• 2012

진공 수포화 과정에서 진공시간과 진공압력을 달리하면서 진공시간 및 압력이 유효공극률 산정에 미치는 영향을 살펴보았다. 시멘트와 모래의 무게비가 1대1인 3개의 시멘트 시험편과 100% 시멘트 모르타르 3개 등 총 6개 시험편을 이용하여 진공 압력을 2, 4, 6, 8, 10 torr, 진공시간을 20, 40, 60, 80, 100분으로 달리하며 측정되는 유효공극률을 비교하였다. 평균 약 25%와 40%로 비교적 큰 유효공극률을 갖는 시멘트 시험편에 대하여 진공압력이 10, 6, 2 torr 일 때 진공시간이 100 ~ 20 분으로 변화하는 3개 시험군 끼리의 결과를 비교하면, 절대편차의 평균값이 0.6%에서부터 0.5%, 0.2%로 작게 나타났다. 진공시간이 100, 60, 20분일 때 진공압력을 각각 2 ~ 10 torr로 변화시키면서 수행한 실험군 끼리의 유효공극률을 비교해도 진공시간이 짧아지면 절대편차의 평균값이 커지는 경향이 있었다. 이로부터 진공압력/진공시간에 관한 국제암반역학회(ISRM) 표준(제안)시험법의 "6 torr 이하/1시간 이상"의 단서로 유추할 수 있었다. 동일한 진공압력에서 진공시간이 20분씩 줄어들 때의 효과와 동일한 진공시간일 때 진공압력이 2 torr씩 낮아질 때의 효과를 정성적으로 밖에 확인할 수 없었는데 그 이유로 습식진공으로 포화된 시험편 내 수분이 $105^{\circ}C$ 오븐 내에서의 건조과정 후에도 완전히 건조되지 않아서 시험편의 초기 함수정도를 동일하게 할 수 없기 때문임을 밝혔다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제18권4호
• /
• pp.171-180
• /
• 2015

울릉도 지열조사 시추공에서 채취한 암석코어 중 약 20 m 간격으로 수집한 23개의 코어시료에 대하여 수포화 전기비저항과 건조 전기비저항, 건조밀도와 유효공극률을 측정하고, 암석코어 별 전기비저항 범위를 제시하였으며 물성간 상관성을 분석하였다. 암석코어의 건조과정 말미에 질소가스를 주입함으로써 습기의 공극내 유입 및 흡착을 지연시켜 건조 전기비저항을 측정할 수 있는 전처리 방법을 고안하였다. 측정된 물성 상호간의 상관성을 분석한 결과, 울릉도 암석코어의 건조밀도는 유효공극률과 매우 높은 상관성을 보였는데, 특히 '건조밀도 감소에 대한 유효공극률 증가율'이 암종에 따라서 큰 차이를 보여서 현무암질 화산쇄설암이 가장 크고 조면암질 화산쇄설암, 조면암의 순으로 작아진다. 따라서 울릉도 암석코어는 건조밀도와 유효공극률의 상관성 분석만으로도 암종 구별이 용이한 특징을 나타내었다. 수포화 전기비저항은 유효공극률 및 건조 밀도와 매우 높은 상관성을 보이는 반면 건조 전기비저항은 이들과 특별한 상관관계를 찾을 수 없었다.

• 지질공학
• /
• 제17권1호
• /
• pp.41-47
• /
• 2007

강우에 의한 지질 매질 내에서의 침투수 거동 및 함수비 특성은 매질이 가지는 고유 유전율 반응 특성으로부터 파악 할 수 있다. 침투수에 의한 침윤선은 매질의 유효공극을 통해 중력방향으로 불투수층 상단부까지 침투가 진행되면서 최종적으로 사면 변위를 발생시킨다. 본 연구는 침윤선 거동 특성을 파악하기 위해 물의 비중과 동일하게 제작된 에탄올 혼합 추적자를 이용하여 연직침투시험을 수행하였다. 이를 위해 유전율 혼합모델과 추적자모델을 제안하였으며, 이들 모델을 적용하여 침윤선의 거동을 지배하는 매질의 유효공극률을 산정하였다. 유효공극률은 매질의 공극을 통해 추적자의 침투 특성을 나타내는 침윤선 및 체적함수비의 변화를 실시간 유전율 변화 양상으로부터 파악하였다. 유전율 측정법을 적용해 강우에 의해 발생되는 침투수 거동에 의한 침윤선 및 체적함수비 변화로부터 사면의 안정성 평가를 위한 실시간 모니터링 기법으로의 활용에 있어 유용할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권11호
• /
• pp.83-92
• /
• 2021

본 연구에서는 공극률이 큰 포항지역 이암의 특성을 평가하고자 유효공극률 측정, 전자 현미경(SEM) 관찰 및 X-선 회절분석(XRD), 슬레이킹, 팽창, 수침기간에 따른 일축압축강도 특성을 분석하였다. 16개의 시험편(정육면체, 5cm)에 대한 시험결과, 유효공극률(porosity)은 평균 14.67%로 일반적인 이암 공극률보다 높은 공극률을 보였으며, 전자 현미경(SEM) 관찰을 통해 실제로 공극률이 큼을 확인하였다. X-선 회절분석결과 팽윤성 점토광물 함유량은 2.3~4.1%(녹니석, 카올린)로 선행연구 된 포항지역 이암보다 낮은 점토 함유량을 보였다. 슬레이크 내구성 지수는 37.73~87.73%로 저~중정도 내구성을 보여 선행연구 결과 대비 다소 낮은 내구성을 보였으며, 팽윤성은 30분간 장축방향 최대 흡수팽창 변화률 1.79~1.82%로 급격하게 팽창함을 확인하였다. 수침에 따른 일축압축강도 감소 특성은 수침 10분 경과 후 만에 시험편이 급격히 풍화되어 강도가 감소하여 기존 포항지역 이암과 관련된 선행연구의 결과와도 상이함을 확인하였다. 이것은 연구대상 이암의 큰 공극률 때문으로 판단된다.