함수특성에 근거한 국내 풍화토의 불포화 투수곡선 추정

Estimation of Unsaturated Permeability Function from Water Retention Characteristics for Korean Weathered Soils

지반의 투수특성은 다양한 지반구조물의 설계 및 해석에서 중요한 지반물성이다. 특히 불포화 상태에서 모관흡수력의 영향을 받으며 모판흡수력 증가에 따라 감소하는 경향은 함수특성 변화와 유사하다. 불포화 투수계수는 실내실험을 통해 직접적으로 구하거나 함수특성곡선으로부터 유추된 이론식을 통해 간접적으로 얻을 수 있다. 본 논문에서는 국내 7개 지역에 대한 시료를 대상으로 함수특성실험과 본 연구에서 개발한 불포화 투수실험 장비를 이용하여 불포화 투수실험을 실시하였다. 지반의 함수상태를 나타내는 함수특성곡선이 불포화 투수계수와 밀접한 관련이 있으므로 함수특성곡선으로부터 불포화 투수곡선을 유추하는 여러 모텔 결과와 실험결과를 비교하였다. 그러나 기존의 추정방법은 국내지반의 투수특성을 잘 표현하지 못하고 있다. 따라서 국내 풍화토의 불포화 투수곡선을 정확히 유추하기 위하여 보정계수를 적용하여 FXK-M 투수모델을 제시하였고 보정계수를 함수특성곡선의 공기함입치로부터 산정할 수 있는 수식을 제안하였다.

Unsaturated permeability function is an important factor in the design and analysis of various unsaturated soil structures. Generally the permeability characteristics decrease as the mat ric suction increases and the trend is similar to water retention characteristics of a soil. The permeability of unsaturated soils can be obtained directly by laboratory tests or indirectly by estimation methods from other soil properties. For unsaturated soils sampled from 7 areas in KOREA, SWCCs and unsaturated permeability functions were obtained by experimental tests. The unsaturated permeability results were also compared with the unsaturated permeability functions derived from the SWCCs theoretically. However, the current estimation models of unsaturated permeability function did not express the unsaturated permeability characteristics. Therefore, the FXK-M permeability function was modified to predict more accurate permeability functions for Korean weathered soils using a correction factor that can be calculated from the air-entry value of SWCC. The new estimation model resulted in good agreements for all tested soils.