Journal of the Korean Geotechnical Society (한국지반공학회논문집)

Korean Geotechnical Society (한국지반공학회)
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Applicability of Electrical Conductivity Monitoring Technique for Soil-bentonite Barrier

흙-벤토나이트월에 대한 전기전도도 모니터링 기법의 적용성 평가

  • Oh, Myoung-Hak (Coastal Eng. Research Dept., Korea Ocean Research & Development Institute) ;
  • Yoo, Dong-Ju (Foundation Eng. Dept., Geotech & Geology Division, Yooshin Eng. Corp.) ;
  • Kim, Yong-Sung (Dept. of Civil & Environmental Eng., Seoul National Univ.) ;
  • Park, Jun-Boum (Dept. of Civil & Environmental Eng., Seoul National Univ.)
  • 오명학 (한국해양연구원 연안개발연구본부) ;
  • 유동주 (유신코퍼레이션 지반본부 기초설계팀) ;
  • 김용성 (서울대학교 건설환경공학부) ;
  • 박준범 (서울대학교 건설환경공학부)
  • Published : 2007.07.31
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Abstract

In this study, applicability of electrical conductivity monitoring technique for containment barrier such as soil-bentonite wall was evaluated. Laboratory tests including permeability tests and column tests were performed to understand variations in electrical conductivity at different bentonite contents, hydraulic conductivities, and heavy metal concentrations. The electrical conductivity of compacted soil-bentonite mixtures was found to increase proportionally with bentonite content. Accordingly, the hydraulic conductivity of compacted soil-bentonite mixtures which decreases linearly with increasing bentonite content was found to have an inversely proportional relationship with the electrical conductivity. In column tests, electrical conductivity breakthrough curves and concentration breakthrough curves were simultaneously obtained. These results indicated that electrical conductivity measurement can be an effective means of detecting heavy metal transport at the desired locations within barriers and verifying possible contaminant leakage. Experimental results obtained from this study showed that the electrical conductivity measurement can be a promising tool for monitoring of containment barrier.

본 연구에서는 흙-벤토나이트월과 같은 차단벽체에 대한 전기전도도 모니터링 기법의 적용성을 평가하였다. 벤토나이트 함량, 투수계수 및 중금속 농도에 따른 전기전도도 변화를 파악하기 위하여 투수실험과 주상실험을 실시하였다. 흙-벤토나이트 혼합 다짐시편의 전기전도도는 벤토나이트 함량이 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 흙-벤토나이트 차단벽체의 투수계수는 벤토나이트 함량과 반비례하는 경향을 나타내었으며, 전기전도도와도 반비례하는 경향을 나타내었다. 주상실험을 통하여 전기전도도 파과곡선과 농도 파과곡선을 동시에 구할 수 있었다. 이 결과는 전기전도도 측정기법이 벽체 내부의 임의 지점에서 중금속의 이동을 감지하고 오염물질의 누출 가능성을 확인하는 유용한 방법으로 활용될 수 있음을 나타낸다. 본 연구결과에 의하면 전기전도도 측정기법이 차단벽체 모니터링에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. 오명학, 이기호, 박준범 (2004), '함수비와 간극수 오염이 불포화 사질토의 전기비저항에 미치는 영향', 대한토목학회 논문집, 제24권, 제1C호, pp.27-34
  2. 유동주, 오명학, 김용성, 박준범 (2006), '벤토나이트 슬러리의 전기적 특성에 대한 영향인자 분석', 한국지반공학회 논문집, 제22권, 제10호, pp.21-32
  3. 정하익 (1998), 지반환경공학, 도서출판 유림
  4. Abu-Hsaasnein, Z. S., Benson, C. H., Wang, X., and Blotz, L. R. (1996), 'Determining bentonite content in soil-bentonite mixtures using electrical conductivity', Geotechnical Testing Journal, Vol.19, No.1, pp.51-57 https://doi.org/10.1520/GTJ11407J
  5. Alther, G. R. (1982), 'The role of bentonite in soil dealing application', Bull. Assn. of Engrg., Geologists, 19, pp.201-409
  6. Appolonia, D., Christoper, R. R. (1979), 'Soil-bentonite slurry trench cut-off walls, Geotechnical Exhibition and Technical Conference, Chicago, Illinois
  7. ASTM (1982), 'Standard test methods for electrical conductivity and resistivity of water', ASTM D 1125-82, Pennsylvania, pp.149 -156
  8. Campanella, R. G. and Weemees, I. (1990), 'Development and use of an electrical resistivity cone for groundwater contamination studies', Canadian Geotechnical Journal, 27, pp.557-567 https://doi.org/10.1139/t90-071
  9. Daniel, D. E. (1993), Clay liners, Geotechnical practice for waste disposal, Daniel, D. E., Ed., Chapman & Hall, London, England, pp.137-163
  10. Gleason, M. H., Daniel, D. E., and Eykholt, G. R. (1997), 'Calcium and sodium bentonite for hydraulic containment applications', Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 123, No. 5, pp.438-445 https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(1997)123:5(438)
  11. Kenney, T., Van Veen, W., Swaloow, M., and Sungaila, M. (1992), 'Hydraulic conductivity of compacted bentonite-sand mixtures', Canadian Geotechnical Journal, Vol. 29, pp.364-374 https://doi.org/10.1139/t92-042
  12. McBride, M. (1994), Environmental Chemistry of Soils, Oxford University Press, New York
  13. Mitchell, J. K. (1993), Fundamentals of soil behavior, 2nd Ed., John Wiley & Sons, New York, N.Y
  14. Mitchell, J. K., Bary, J. D., and Mitchell, R. A. (1995), 'Material interactions in solid waste landfills, Geoenvironment 2000, Geotechnical Special Publication No. 46, ASCE, pp.568-590
  15. Rinaldi, V. A. and Cuestas, G. A. (2002), 'Ohmic conductivity of a compacted silty clay', Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 128, pp.824-835 https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2002)128:10(824)
  16. Yoon, G. L., Oh, M. H., and Park, J. B. (2002), 'Laboratory study of landfill leachate effect on resistivity in unsaturated soil using cone penetrometer', Environmental Geology, Vol.43, No.1-2, pp.18 -28 https://doi.org/10.1007/s00254-002-0649-1