Analysis of Rainfall Infiltration Velocity for Unsaturated Soils by an Unsaturated Soil Column Test : Comparison of Weathered Gneiss Soil and Weathered Granite Soil

The unsaturated soil column tests were carried out for weathered gneiss soil and weathered granite soil in order to obtain the relationship between rainfall intensity and infiltration velocity of rainfall on the basis of different unit weight conditions of soil. In this study, volumetric water content and pore water pressure were measured using TDR sensors and tensiometers at constant time interval. For the column test, three different unit weights were used as in-situ condition, loose condition and dense condition, and rainfall intensities were selected as 20 mm/h and 50 mm/h. In 20 mm/h rainfall intensity condition, average rainfall infiltration velocities for both gneiss and weathered granite soils were obtained as $2.854{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $1.297{\times}10^{-3}$ cm/s for different unit weight values and $2.734{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $1.707{\times}10^{-3}$ cm/s, respectively. In 50 mm/h rainfall intensity condition, rainfall infiltration velocities were obtained as $4.509{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $2.016{\times}10^{-3}$ cm/s and $4.265{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $3.764{\times}10^{-3}$ cm/s respectively. The test results showed that the higher rainfall intensity and the lower unit weight of soil, the faster average infiltration velocity. In addition, the weathered granite soils had faster rainfall infiltration velocities than those of the weathered gneiss soils except for the looser unit weight conditions. This is due to the fact that the weathered granite soil had more homogeneous particle size, smaller unit weight condition and larger porosity.

불포화토 칼럼시험을 통한 불포화토 내 강우침투속도 분석: 편마암 풍화토와 화강암 풍화토의 비교

본 연구는 국내에서 산사태 발생빈도가 높은 선캠브라아기 편마암 풍화토와 백악기 화강암 풍화토를 대상으로 하여 불포화 풍화토별 강우강도 및 흙의 단위중량에 따른 강우침투속도 관계를 파악하기 위하여 불포화 풍화토 칼럼시험을 하였다. 본 연구에서는 일정시간 간격으로 체적함수비, 간극수압 등을 TDR센서와 간극수압계를 통해 측정하였다. 현장 건조단위중량을 기준으로 느슨한 조건, 현장조건, 조밀한 조건으로 선정하고, 강우강도를 20 mm/h와 50 mm/h로 선정하여 시험을 수행하였다. 강우강도 20 mm/h 조건에서 각 단위중량 조건별 편마암 풍화토와 화강암 풍화토의 평균 강우침투속도는 각각 $2.854{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $1.297{\times}10^{-3}$ cm/s와 $2.734{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $1.707{\times}10^{-3}$ cm/s였으며, 강우강도 50 mm/h 조건에서는 각 풍화토별로 $4.509{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $2.016{\times}10^{-3}$ cm/s와 $4.265{\times}10^{-3}$ cm/s ~ $3.764{\times}10^{-3}$ cm/s로 나타났다. 시험결과 강우강도가 높고 흙의 단위중량이 낮을수록 평균 강우침투속도는 증가하였으며, 느슨한 조건을 제외한 모든 조건에서 화강암 풍화토의 강우침투속도가 편마암 풍화토의 강우침투속도보다 빠르게 나타났다. 이는 화강암 풍화토가 편마암 풍화토에 비해서 입도가 비교적 균질하며, 단위중량이 낮고 공극율이 큰 것이 그 원인으로 판단된다.