초록
흙의 전기적 특성은 지반 상태를 평가하는 방법으로 사용되어 왔다. 본 논문의 목적은 현장 지반의 간극률을 우수한 정밀도로 평가하기 위한 현장 관입용 전기비저항 콘 프로브의 개발 및 적용성 평가이다. 전기비저항 콘 프로브는 관입에 따른 교란을 최소화시키기 위해 콘 모양으로 제작되었다. 또한 전기적 간섭을 최소화시키기 위해 외부전극과 중심전극이 4단자 쌍 회로 방식으로 구성되어 있다. 개발된 장비의 현장 적용성 정가를 위하여 인천과 부산에서 현장실험을 수행하였으며, 콘관입장비를 이용하여 0.33mm/sec의 속도로 관입하면서 선단부에서 전기비저항 값을 측정하였다. 측정된 전기비저항 값과 비교란 시료로부터 얻은 간극수의 전기비저항 값을 Archie에 의해 제안된 경험식에 적용하여 대상지반의 간극률을 계산하였다. Archie 경험식의 실험상수는 비교란시료로부터 추출한 간극수에 근거하여 결정하였다. 산정된 간극률의 프로파일을 동일 지역에서 수행된 SPT, CPT, 그리고 DMT의 지반조사 결과와 비교한 결과 경향성이 상당히 유사한 것으로 나타났다. 본 논문에서 제안된 ERCP는 대상 지반의 교란을 최소화시키며 현장의 국부적인 간극률 산정에 효과적인 장비일 것으로 나타났다.
The electrical characteristics of soils have been used for investigating soil properties. The purpose of this study is the development and application of the electrical resistivity cone probe (ERCP) for the evelation of the porosity in the field with high precision. The shape of the probe tip is a cone shape to minimize the disturbance during penetration. In addition, the four terminal pair configuration is adopted to minimize the electrical interference. The electrical resistances are continuously measured during penetration of the ERCP using penetration rigs with 0.33 mm/sec penetration rate at Incheon and Busan sites. With the measured resistance profile and electrical resisivity of electrolyte of undisturbed samples, soil porosity profiles are obtained by using Archie's law. The empirical coefficients for the Archie's law are obtained based on the electrolyte extracted from the undisturbed samples. The estimated porosity profiles show similar trends to those of in-situ penetration tests such as SPT, CPT, and DMT. This study suggests that the ERCP may be an effective tool for the porosity estimation in the field with minimum disturbance.
