해안매립지 대심도 굴착지역의 불포화 함수특성에 따른 침투류 거동

Seepage Behavior with Unsaturated Soil-Water Characteristic in Reclaimed Deep Excavation Area

지하공간의 효율적인 이용을 위하여 여러 분야에서 활발한 연구와 개발이 이루어지고 있으며 최근 들어 해안지역의 대심도 굴착을 통한 지하공간 활용방안에 관한 연구와 시공이 지속적으로 이루어지고 있다. 해안지역 및 매립지반의 침투류 거동은 조위영향에 의한 부정류 흐름이 발생되므로 부정류 흐름해석의 지배인자인 불포화토의 함수특성에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 불포화 함수특성에 따른 대심도 굴착지역의 침투류 거동을 분석하기 위하여 해안 준설매립지역 토사에 대한 함수특성시험을 수행하였으며, 불포화 함수특성에 따라 침투류 해석을 수행하여 실제 계측된 침투유량과 비교 분석하였다. 해안 매립지 토사에 대한 함수특성시험 결과 및 함수특성 계수에 대한 분석결과, Fredlund and Xing의 경험방정식이 해안 매립지반 토사에 대하여 높은 정확도로 실험결과 값을 나타내었다. 함수특성을 고려한 침투해석 결과, 부정류해석 결과가 정류해석 결과에 비하여 양수시험 결과 및 실제 계측된 용수량과 근접한 침투유량이 도출되어 해안 준설매립지반과 같이 불포화토 특성이 지배적인 지반에 대해서는 함수특성을 고려한 부정류 침투해석을 적용하여야 할 것으로 판단된다.

Development of underground space is conducted for various useful facility and underground structures and deep excavation technology for reclaimed area has been researched and developed. The seepage flow and behavior of phreatic line in reclaimed area was predominated by transient flow caused by tidal action. Also the soil-water characteristic relation is most important factor for transient flow analysis, therefore the research about the soil-water characteristic is strongly required. In this paper, laboratory tests (pressure cell, desiccator, and tensiometer test) and theoretical analysis were performed to investigate the soil-water characteristic such as air-entry value, metric suction, and residual water content. And the feasibility of prediction method for soil-water characteristic are presented by transient seepage analysis and comparison between analysis results and in-situ measured seepage flux in LNG TK-00 storage tank. Based on the result of laboratory and theoretical analysis, Fredlund and Xing's method provide to work out well for reclaimed ground soils. Also, the transient analysis result is more reasonable and effective for design of deep excavation work in coastal and reclaimed ground.