불포화 투수계수함수는 흙수분 특성곡선과 함께 불포화토를 이해 연구하는데 있어서 없어서는 안 될 중요한 요소이다. 일반적으로 불포화 투수계수함수를 직접 측정하기에는 많은 어려움이 있기에, 흙수분 특성곡선에 근거한 예측함수를 사용하여 불포화 투수계수함수를 구하곤 했다. 본 연구에서는 이러한 예측함수를 사용하지 않고, 피스톤 펌프기법과 역해석 기법을 이용한 불포화 투수계수함수를 구하는 방법을 제시한다. 이렇게 구해진 불포화 투수계수함수는 예측함수를 사용하지 많았기 때문에, 흙수분 특성곡선으로부터 독립적이며 예측함수를 사용한 경우보다 보다 정확한 불포화토의 특성을 보여준다.
국내 중·저준위 방사성폐기물 처분시설로 고려되고 있는 표층처분시설의 불포화대에서 핵종 이동을 야기하는 지하수 유동을 평가하기 위하여 유한요소법 기반의 COMSOL Multiphysics을 이용한 수치모델을 개발하였다. 그리고, 처분장 가장자리를 대상으로 처분고, 뒤채움재, 처분덮개로 구성되는 표층처분시설과 그 아래에 위치한 불포화대를 포함한 수직 2차원의 모델 영역을 구성하여, 시나리오 별 모델링을 수행하였다. 지속적 강수 유입 조건과 간헐적 강수 유입 조건 비교에서 포화도의 파동 현상을 제외하고는 뚜렷한 차이점을 보이지 않는 것으로 판단되었다. 불포화대의 공극률이나 잔류함수비와 같은 입력 자료는 전반적으로 불포화대 지하수 유동에 큰 영향도가 없는 것으로 판단되었다. 하지만, 불포화대의 수리전도도는 지하수 유동에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 즉, 처분고로의 지하수 유입 속도를 판단하기 위해서는 불포화대의 수리전도도 특성이 신중하게 고려되어야 할 것으로 판단되었다.
This study investigated one-dimensional vertical infiltration to an unsaturated residual soil by numerical solutions, FDM. In order to estimate the parameters needed for numerical analysis, tire soil-water characteristic curve(SWCC) of Shinnae-dong soil, one of the most typical residual soils in Korea, were experimentally obtained. Then, the statistical analysis for obtaining the SWCC was performed. The numerical solution to the linearized governing equation for unsaturated groundwater flow provides the infiltration characteristics for the unsaturated residual soil represented by transient pressure profiles and water contents profiles.
포장내의 흙들의 함수비는 강우, 온도 등의 기후적 요인에 따라 계절적으로 변화한다. 그것은 강우로인한 동수경사가 습기의 흐름을 유발하고, 온도변화로 인한 온도경사가 직.간접적으로 열흐름뿐만아니라 습기의 흐름을 유발하기 때문이다. 포장내의 흙들은 보통 불포화상태로 존재한다. 그리고 열의 흐름과 습기의 흐름은 상호간에 복잡한 작용을 하는 복합적인 과정들로 인식되어 왔다. 이 논문은 불포화토내의 복합적인 열의 흐름과 습기의 흐름에 대해 유한요소법을 이용한 하나의 일차원적 분석모델을 제시한다. 이 모델은 온도와 함수비 변화뿐만아니라 시간에 따른 동상을 예측하기 위하여 사용될 수 있다. 온도 및 함수비의 변화 그리고 동상의 예측은 포장의 설계 및 유지관리를 위해 의미 있는 일이 될 것이다. 이 모델은 다른 모델의 결과들과 비교를 통해서 검증된다.
The governing partial differential equation of flow in porous media is developed on the bases of the continuity equation of fluid for transient flow through a saturated-unsaturated zone, and substitution of Dercy's law. The numerical solution is obtained by the Galerkin finite element method based on the principle of weighted residuals. The analysis is carried out by using the unsteady storm data observed and the functional relationships between the hydraulic conductivities, capillary pressure heads, and volumetric water contents under saturated-unsaturated conditions. As the results the hydraulic conductivities, rates of change of storage and initial moisture conditions are significantly influened on the responses of subsurface flow on a hillslope.
본 논문은 토석류 발생사면에서 불포화토의 침투해석을 연계 수행한 사면안정해석 연구결과이다. 2006년 강원도 인제군과 2010년 경기도 양평군에 위치한 2개소의 토석류 발생사면에 대하여 현장조사를 수행하고 붕괴발생부에서 채취한 시료로 tempe pressure cell을 이용한 함수특성곡선과 새로이 개발된 불포화토 직접전단시험기를 사용하여 불포화토의 전단강도 정수를 구하였다. 실험을 통해 획득한 물성과 토석류 발생 당시의 강우자료를 바탕으로 상용프로그램 SEEP/W를 사용하여 불포화토 침투 해석을 실시하고 그 결과와 연동하여 사면안정해석 프로그램 SLOPE/W를 사용하여 사면활동을 분석하였다. 본 연구 결과 집중강우에 의한 불포화토 지반에 강우침투의 영향으로 지하수위의 상승과 포화도의 증가로 사면안전율이 감소하여 사면활동이 발생한 것으로 나타났다. 이러한 연구 방법을 통하여 실제 강우특성을 고려한 불포화토의 사면안정해석을 실시하는 것이 토석류 발생사면의 거동특성 중 특히 발생시점을 확인할 수 있는 합리적인 방법이라 판단된다.
Cho, Yun Kyoung;Song, Young Seok;Kang, Tae Jin;Chung, Kwansoo;Youn, Jae Ryoun
Fibers and Polymers
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제4권3호
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pp.135-144
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2003
Permeability of the preform is one of key factors in design of RTM (Resin Transfer Molding) mold, determination of processing conditions, and modeling of flow in the mold. According to previous studies, permeability measured in the unsaturated fiber mats are higher than that in the saturated fiber mats by about 20% because of the capillary pressure. In this study, permeabilities of several fiber preforms are measured for both saturated and unsaturated flows. A saturated experiment of radial flow has been adopted to measure the permeability of anisotropic fiber preforms with high fiber content, i.e., circular braided preforms. In this method, four pressure transducers are used to measure the pressure distribution. Permeabilities in different directions are determined and the experimental results show a good agreement with the theory. Since permeability is affected by the capillary effect, permeability should be measured in the unsaturated condition for the textile composites to be manufactured under lower pressure as in the Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM).
본 연구에서는 단열을 포함하는 불포화 암반에서의 지하수 유동 흐름을 예측하기 위한 2차원 수치 모델링을 수행하였다. 특히, 불연속 단열망 모델링(Dscrete Fractured Network, DFN)을 통하여 도출된 투수계수의 분포를 나타내는 k-field를 모델링 입력변수로 적용하였다. 투수계수 차이는 불포화대에서 지하수의 이동속도 차이를 야기시키는 중요한 인자로 적용되었다. 연구지역의 지표 토양층으로부터 지하 대수층까지의 불포화대 깊이를 적용하여 지하수 유동 모델링의 초기조건을 실제와 유사하게 설정하였다. 강우의 지표 침투율은 인공구조물과 자연 토양층의 침투율 차이를 적용하여 실제 불포화 암반을 거쳐서 포화대까지 지하수의 이동흐름을 해석하고 시각화하였다. 특히, 오염물질의 이동 시작점이 될 수 있는 인공구조물의 하부에 모니터링 지점을 설정하여 실제 오염물질원이 지하수에 용해되어 불포화대를 이동할 때의 경로를 예측 하였으며 중력방향인 직하부로 이동하는 것을 확인되었다.
Biodiesel is non-petroleum based fuel produced from vegetable oils or animal fats through transesterification. The compositions of saturated and unsaturated fatty acids in the feedstocks are important factors for biodiesel quality in terms of low-temperature fluidity and oxidative stability. The goal of this study is to improve the cold flow property of biodiesel from vegetable and animal origin containing highly saturated methyl esters (approx. 50%). In this purpose poly-saturated methyl esters in palm and tallow biodiesel were removed via urea-based fractionation and then the recovered fractions (enriched unsaturated fatty acid methyl esters) were supplemented with cold flow improvers. The highest concentration of unsaturated fatty acid methyl esters (93.8%) was obtained using a urea/fatty acid ratio of 3:1 at the crystallization temperature of $0^{\circ}C$ for 17 hours in incubation, with recovery of 71% and the addition of cold flow improver (Flozol$^{(R)}$ 515, 3,000 ppm) to the enriched poly-unsaturated fatty acid methyl esters reduced the CFPP(cold filter plugging point) of palm biodiesel from $12^{\circ}C$ to $-42^{\circ}C$. In tallow biodiesel both the enrichment of unsaturated fatty acid methyl esters (93.71%) and the addition of cold flow improver (Infineum R408, 3,000ppm) reduced the CFPP from $10^{\circ}C$ to $-32^{\circ}C$.
A suction-saturation control technique based on flow pump system was developed to investigate hydraulic properties in unsaturated soils. The flow pump system is designed based on the principle of the axis-translation technique and triaxial equipment, and gives the suction-time and suction-saturation curves, the primary relationship needed for interpreting the response of unsaturated soils and link between theory and the material properties in unsaturated soil mechanics. Using the suction-saturation control technique, suction-time relationship and soil-water retention curve (SWRC) during hydraulic hysteresis were investigated with different net confining pressures and porosities. Three types of soils-two sands and a silt were used in this paper. This paper showed the effect of the hysteresis on the SWRC due to different net confining pressures and porosities. This means that a careful decision must be made as to which condition is to be modeled, since the delicate difference of the conditions in physical modeling can cause the different experimental output.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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