토성을 고려한 전기비저항을 통한 모관흡수력 산정

변지섭1*, 봉태호1, 정은수1, 이시은1

(1충북대학교 산림학과)

Estimation of Matric Suction Through Electrical Resistivity
Considering Soil Texture

Jiseop Byeon1*, Taeho Bong1, Eunsoo Jeong1, Sieun Lee1

(1Department of Forest Science, Chungbuk National University)

요약: 불포화토의 사면안정해석에 있어서 모관흡수력은 전단강도에 영향을 주는 인자로 정확한 예측이 매우 중요하다. 일반적으로 모관흡수력은 함수특성곡선을 통하여 파악할 수 있으나 이를 산정하기 위해서는 많은 시간과 노력이 요구된다. 이에 따라 모관흡수력을 산정하는 시간을 단축하기 위해 전기비저항을 활용해 간접적으로 추정하려는 연구가 진행되고 있다. 전기비저항은 함수비에 큰 영향을 받음으로써 모관흡수력과의 상관성이 높은 것으로 알려져 있다. 그러나 전기비저항과 모관흡수력의 상관관계는 토성에 따라 매우 다양하게 나타날 수 있음에도 불구하고 이에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 토양의 전기비저항에 따른 모관흡수력을 예측하기 위하여 다양한 토양을 대상으로 함수특성곡선을 작성하고 함수비별 전기비저항을 측정하였다. 토양의 함수특성곡선은 증발법 및 냉각거울법을 통하여 작성하였고, 전기비저항은 ASTM G57-95에 제시된 규격의 Soil box를 사용하여 측정하였다. 결과적으로, 함수비별 전기비저항에 따른 모관흡수력을 추정하기 위하여 전기비저항과 모관흡수력의 상관관계에 영향을 미치는 주요 토성 인자를 도출하고 다중 회귀 분석을 통한 예측식을 제안하였다.

Abstract: In the slope stability analysis of unsaturated soils, matric suction is a critical factor that affects shear strength, making its accurate prediction highly important. Generally, matric suction is determined through the soil-water characteristic curve (SWCC), which requires considerable time and effort to establish. To reduce the time required for estimating matric suction, research has been conducted to indirectly estimate it using electrical resistivity. Electrical resistivity is significantly affected by water content and is known to have a strong correlation with matric suction. However, the relationship between electrical resistivity and matric suction can vary significantly depending on soil texture, and studies on this topic remain limited. In this study, SWCCs for various soils were developed, and electrical resistivity at different water contents was measured to predict matric suction based on soil electrical resistivity. The SWCCs were developed using the evaporation method and the chilled mirror method, while electrical resistivity was measured using a Soil Box in accordance with ASTM G57-95 standards. As a result, key soil texture factors influencing the relationship between electrical resistivity and matric suction were identified, and a predictive equation considering these factors was proposed through multiple regression analysis.

사사: 본 성과물은(논문, 산업재산권, 품종보호권 등)은 농촌진흥청 신농업기후변화대응체계구축사업 (세부과제번호 : RS-2023-00219113)의 지원을 받아 수행되었음.