Since particle size distribution curves are useful to estimate permeability of soil, many formulae for permeability coefficient (k) have been published using the parameter from the curves and factors, such as grain size, particle shape and void ratio of soils. However, the parameters such as $C_c,\;C_u$ and $D_n$ derived from only some discrete points on the curve are insufficient to represent the whole gradation. In this paper fractal dimension which is quite new concept and known to be able to represent the entire curve of particle size distribution is employed for the parameters. An empirical formula of permeability coefficient has been developed with fractal dimension and percent of finer than 0.075 mm. The formula developed from this study has confirmed its effectiveness by a series of laboratory tests and comparison to other published formulae. It is found that permeability coefficient is proportional to fractal dimension and inversely proportional to percent of fines.
암석 내 균열을 따른 수리전도도는 균열의 기하학적 요소, 즉 방향, 간극, 거칠기 그리고 상호 연결도에 주로 좌우된다. 따라서, 균열 내 투수계수를 정확하게 계산하기 위해서는 이와 같은 기하 요소들을 최대한 계산모델에 반영할 필요가 있다. 이 연구에서는 균열 기하양상을 최대한 정확히 반영한 균열모델에서 기존 수치해석과는 다른 새로운 방법인 균질화 해석법(homogenization analysis method)을 이용하여 균열을 따른 투수계수를 구하기 위해 수치해석을 수행하였다. 먼저, 공초점 레이저 스캔 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope)을 이용하여 암석시료의 균열 조도와 균열에 가한 수직압축력의 변화에 따른 간극 변화량을 직접 측정하고, 이와 같이 획득한 자료는 균열모델 재현을 위한 입력자료로 사용되었다. 재현된 균열모델을 토대로 한 균질화 해석법은 미시규모(microscale) 매질특성과 거시규모(macroscale) 매질특성을 동시에 고려하여 투수계수를 계산할 수 있는 것이다. 즉, 균질화 해석법은 주기적 미세구조(microstructure)를 갖는 미소 불균질 물질의 거동특성을 구명하기 위해 개발된 새로운 형태의 섭동(perturbation) 이론이다. 이는 균질한 미시규모에서 미시 투수특성을 계산한 후, 거시규모에서의 균질화 투수계수를 계산하게 된다. 그러므로, 이 방법은 균열 기하양상의 국부적 영향을 고려한 투수특성을 정확히 해석할 수 있다. 균질화법을 이용한 투수계수 산정결과를 기존 연구에서 제안한 경험식과 비교하여 그 타당성을 검증하기 위해 전술한 2차원 균열모델을 이용한 투수계수 계산을 수행하였다. 균열모델은 거칠기(roughness)를 반영하고 동일한 간극을 할당한 평행판 모델을 가정하였다. 계산결과에 의하면, 균질화 해석법에 의해 계산한 C-투수계수는 실내투수시험에 의해 구한 투수계수와 같은 범위의 값을 가지거나 $10^1$ 정도의 차이를 보여, 그 계산결과는 타당하다고 볼 수 있다. 그러나, 균질화 해석법은 국부적으로 불균질한 균열 기하양상과 물질특성이 미시규모와 거시규모에서 모두 고려되므로, 이들 특성을 정확히 알고 있을 경우 기존에 제안된 경험식들에 의한 계산결과 보다 균질화 해석법의 결과가 훨씬 정확함을 주목하여야 한다.
참오동나무의 섬유방향기체투과성(gas permeability), 횡단방향 흡음율(sound absorption coefficient)과 음향투과손실(sound transmission loss)을 평가하고 열처리의 영향을 파악하고자 참오동나무 원반을 100, 160, $200^{\circ}C$로 열처리하고 기체투과성, 흡음율, 음향투과손실을 각각 측정하여 무처리 원반의 결과와 비교하였다. 그 결과, 두께 20 mm 참오동나무 원반의 섬유방향 기체투과성(specific permeability)은 무처리, 100, 160, $200^{\circ}C$ 열처리의 경우 각각 0.254, 0.279, 0.314, 0.452로 열처리에 의해 기체투과성이 약간 증가하였다. 두께 20 mm 무처리 참오동나무 원반의 50-6400 Hz 평균흡음율은 0.101이었으며 온도 100, 160, $200^{\circ}C$로 열처리한 목재의 50-6400 Hz 평균흡음율은 0.109, 0.096 그리고 0.106이었다. NRC (noise reduction coefficient) 는 각각 0.060, 0.067, 0.062 그리고 0.071 이었다. 두께 20 mm 무처리 참오동나무 원반의 50-6400 Hz 주파수범위에서 음향투과손실은 평균 36.93 dB이었다. 열처리에 의해 참오동나무 원반의 기체투과성과 흡음율은 열처리에 의해 그리고 열처리 온도 증가에 의해 약간 증가하였으나 증가정도는 미미하였다.
The permeability is the most direct indicator to reflect the durability of concrete, and the testing methods based on external electric field can be used to evaluate concrete permeability rapidly. This study aims to use an experiment method to accurately predict the permeability of concrete box beam during service. The ion migration experiments and concrete surface resistivity are measured to evaluate permeability of five concrete box beams, and the relations between these results in service concrete and electric flux after 6 hours by ASTM C1202 in the laboratory are analyzed. The chloride diffusion coefficient of concrete, concrete surface resistivity and concrete 6 hours charge have good correlation relationship, which denote that the chloride diffusion coefficient and the surface resistivity of concrete are effective for evaluating the durability of concrete structures. The chloride diffusion coefficient of concrete is directly evaluated permeability of concrete box beam in service and may be used to predict the service life, which is fit to engineering applications and the concrete box beam is non-destructive. The concrete surface resistivity is easier available than the chloride diffusion coefficient, but it is directly not used to calculate the service life. Therefore the mathematical relation of the concrete surface resistivity and the concrete chloride diffusion coefficient need to be found, which the service life of reinforced concrete is obtained by the concrete surface resistivity.
Chloride permeability of high strength concrete(HSC) was investigated using saltwater pending test and rapid chloride permeability test by electrical potential(ASTM C 1202). The lower water-cement ratio concrete showed the lower diffusion coefficient of chloride. The relationship between the diffusion coefficient of chloride and charge passed by the rapid chloride permeability test could be obtained. This relationship appears to be an effective method for evaluating chloride permeability of low water-cement HSC.
The bedding zone which influence directly to the safety of dam is supporting the face slab under hydraulic load in concrete faced rockfill dam. In case that leakage is developed due to various ruptured joint or cracks of face slab and etc., the bedding zone should limit the leakage by low permeability and keep the internal stability. In this study for the proper coefficient of permeability various properties, such as gradation, dry density, performance of embankment work and etc. were analysed. The results from the large scale test of permeability and density are summerized as follows : 1. Coefficient of permeability is decreased clearly by increase of dry density. 2. The particles smaller than the No.4 strive( p,) greatly influences the permeability under dry density of 2.24t 1 m3. 3. In case of C.40 and p,40%, even if dry density decreased to 2.0t/m3, the permeability coefficient is assumed to u x1-scm/s and internal stability is abtained. 4. Generally in dam construction since dry density and uniformity coefficient of bedding zone were higher than 2.2t/m3 and 50 respectively p, of 30~40% is assumed to be suitable and permeability coefficient of below 1$\times$10-3cm l s is expectable.
투기계수는 콘크리트의 공극뿐만 아니라 공극크기, 공극분포, 공극간의 굴곡특성에 의해서도 영향을 받는다. 투기계수는 시멘트 페이스트의 미세구조에 의해 지배되는데, 시멘트 페이스트 및 골재 각각이 콘크리트의 투기성능에 미치는 영향을 다룬 연구는 드물다. 더우기, 탄산화가 투기계수에 큰 영향을 미칠 수 있음에도 불구하고, 탄산화된 콘크리트에 대한 투기계수를 다룬 연구는 더욱 드문 실정이다. 본 연구의 목적은 탄산화 및 비탄산화된 콘크리트의 투기계수를 추정할 수 있는 기초적 접근방법을 개발하는 것이다. 본 연구에서는 미세구조 모델 및 시멘트의 경화특성을 기초로 투기계수를 산정할 수 있는 해석적 기법이 제안되었다. 탄산화된 콘크리트에서 감소된 공극량이 계산되었으며 이는 투기계수의 산정에 이용하여 탄산화된 콘크리트의 투기계수를 계산하였다. 높은 물-시멘트비를 갖는 콘크리트는 탄산화로 인하여 투기계수의 감소가 더욱 뚜렷한 것을 확인되었다. 한편, 시멘트 페이스트에서 투기계수와 투수계수는 Klinkenberg 효과에 의한 선형관계가 성립되나, 콘크리트에서는 성립되지 않았다. 해석결과는 YOON's 실험방법을 수행하여 검증하였다.
Due to climate change, coastal areas are being flooded with torrential rain, typhoons, and tsunamis. In addition, non-point source pollutants (NPSs) that accumulated on the ground, streets, and buildings during the dry season are washed off by rain and stormwater runoff, which adds to the damage associated with environmental pollution, e.g., pollution that makes its way into the ocean. Recently, low impact development (LID) has been considered as a means of controlling water circulation and NPSs. In the coastal area, permeable blocks have been constructed mainly to reduce the flood damage caused by waves. Some important design factors that must be considered to ensure long-term performance are the permeability coefficient, clogging, and the efficiency of the removal of total suspended solids (TSS), but currently there are no standardized design criteria or testing techniques that are used worldwide. Herein, we analyzed the permeability coefficient and the TSS removal efficiency tendency according to the permeability area ratio with an easily-detachable, permeable block filled with calcinated yellow soils as the filter media. Our lab-scale tests indicated that, when the permeability area ratio was 25%, the reduction of the permeability coefficient after clogged was 11%, which was a significant decrease compared to other cases. Permeability persistence increased when the permeability area ratio increased from 50% to 75%. The TSS removal efficiency decreased as the permeability area ratio increased. Our pilot-scale test indicated that the TSS removal efficiency was more than 80% higher in all cases. We also found that the permeability persistence was excellent as the permeability area ratio increased, and, in actual construction, it is effective to set 5.3% of the total area as permeable area in terms of permeability and economic feasibility.
본 연구에서는 하천제방의 현장투수계수를 예측하기 위하여 낙동강과 금호강 유역에 위치한 12개소 제방의 지반물성치, 표준관입실험 그리고 현장투수실험 자료를 이용하여 인공신경망해석을 실시하였다. 총 108개의 자료 중 82%인 89개 자료를 학습단계에 그리고, 나머지 19개 자료는 예측단계에 사용하였다. 또한 그 적용성 평가를 위하여 현재 널리 사용되고 있는 경험식들에 의한 결과와 비교하였다. 그 결과 경험식을 통한 현장투수계수는 모두 실측치와의 상관계수가 0.3 이하로 나와 실측치와는 큰 차이가 있으나, 그에 비하여 신경망에 의한 예측결과는 모든 Case에서 실측치와의 상관계수가 모두 0.8이상으로 기존 경험식들에 비하여 정확한 현장투수계수를 예측을 하였다.
모래에 혼합된 점토의 혼합비에 의한 투수계수와 압밀계수의 영향분석을 위해 주문진 표준사와 오타와 모래에 카올린 점토를 다양한 혼합비로 섞은 시료를 제작하여 연성벽체투수시험을 실시하였다. 시험결과 시험이 실시된 10%에서 29%의 카올린 점토 혼합범위에서는 세미 로그 그래프 상에서 점토의 혼합비와 투수계수 및 압밀계수가 "반비례하는 선형적 상관관계를 나타내었다. 또한 투수계수와 압밀계수는 흙의 구조에 의해서 결정되는 것으로 나타났다. 점토비가 낮아 안정구조로 볼 수 있는 혼합토에서는 점토질 토사에서 투수계수 및 압밀계수와 높은 연관성을 가지고 있는 것으로 알려진 간극비와는 상호관계를 나타내지 않은 반면, 부유구조에서는 간극비의 증가에 따라서 투수계수가 감소하는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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