시간영역반사법이 도입된 압력판 추출시험기 구축 및 활용

국문 초록 (Abstract)

흙-함수특성곡선(Soil-Water Characteristic Curve, SWCC)은 모관흡수력과 포화도 혹은 체적함수비 사이의 관계를 나타내어주는 불포화토 고유의 물성으로서 불포화토의 흐름특성을 이해하고 함수량에 따른 흙의 강도 및 응력 거동특성을 해석하는 데 필수적인 요소이다. 흙-함수특성곡선에 대한 선행 연구결과들의 경우, 건조 및 습윤과정에서의 간극수 유출입량을 측정하여 모관흡수력에 대한 체적함수비를 산출하여 왔다. 본 연구에서는, 압력판 추출 시험기(VPPE)에 전자기파의 시간영역반사법(Time Domain Reflectometry, TDR)을 도입하여 불포화토의 건조 및 습윤과정에 따른 유전상수 측정을 통해 체적함수비를 산정하고자 하였다. 압력판 추출 시험기는 압력셀, 압력조절장치, 뷰렛 시스템, TDR 프로브로 구성된다. 압력조절장치로 압력셀 내부에 공기압을 가하여 모관흡수력을 조절하였고, 가압범위는 0.1kPa-50kPa으로 설정하였다. 모관흡수력 변화에 따라 시료내 함수량이 변화하였으며, 뷰렛 시스템을 통하여 변화량을 측정하였다. 프로브의 경우 압력셀 내부에 설치하고, 프로브 양단에서 발생되는 전자기파의 반사 신호를 이용하여 유전율을 산정하였다. 실험결과, 전자기파의 시간영역반사법에 의해 산정된 체적함수비는 시료의 체적함수비와 높은 상관성을 나타내었다. 본 논문은 흙-함수특성곡선 연구에 시간영역반사법을 접목시켜 불포화토의 함수특성을 파악하고, 기존 방식과의 비교를 통해 함수특성곡선 결과에 대해 검증할 수 있다는 점에서 의미가 있다.