투수계수 실험 결과 보고서

목차

실험 내용
실험 목적
기본 이론
실험 방법
실험 결과
고찰
참고 사항
참고 문헌

본문내용

실험 내용 : Coefficient of Permeability
실험 목적
투수계수를 구하는 방법은 실내시험, 현장시험, 경험식 등으로 분류할 수 있다. 실내시험은 대표성이 있는 흙시료에 대해 실험실에서 투수시험을 하여 투수계수를 결정하는 방법으로, Darcy의 법칙의 정당성만을 가정하는 직접적인 방법과 투수계수를 추론하기 위해 또 다른 가정이 부가되는 간접적인 방법으로 구할 수 있다. 전자에 속하는 시험으로 정수두 투수 시험을, 후자에 속하는 시험으로 변수두 투수시험을 실행하여 투수계수를 구하여 본다.
기본 이론
Bernoulli 방정식
흙 속을 통과하는 물의 흐름을 지배하는 법칙 - 낙하와 같은 Potential의 변화에 의존(열이나 전기의 흐름을 지배하는 법칙과 유사).
한 점에서의 전수두(압력수두 + 속도수두 + 위치수두)
here, = 임의 기준면에서의 연직거리
흙 속의 공극압
흙을 통과하는 물의 흐름 -> 속도수두 무시(흙을 통과하는 물의 흐름은 매우 느림)
동수경사
두 점 사이의 수두손실
= 피에조메타 사이의 수두손실
무차원 형태의 수두손실
동수경사 : vector양, 음의 표시 - 흐름의 방향과 같음을 의미
(선형관계)
일반적으로 흐름은 층류, 전이, 난류지역으로 나뉘며 대부분의 흙에서 간극을 통한 물의 흐름은 층류이다. 자갈, 굵은 모래는 난류상태가 존재하므로 이 관계가 적용될 수 없다.
Darcy's Law
- 유출속도(접근속도)
( = 비례상수, 투수계수)
포화된 흙을 통과하는 물의 속도 및 침투수량에 대한 관계식
- 가정 : 깨끗한 모래를 통과, 층류에 대해서만 성립. 순 단면적에 대한 유출속도임. 흙은 강성체이며 정지되어 있는 것으로 간주.
- 침투속도 : 공극을 통해 흐르는 실제 물의 속도
- 관을 통해 흐르는 유출량 (연속 방정식)
이므로 연속 방정식에 의한 침투수량은 이므로
- 공극률 n은 일반적인 흙에서 0.3~0.7의 값을 보이므로 (실제 속도)
투수계수 (Coefficient of Permeability)
정의 : 속도단위의 스칼라양(=동수전도도)
값은 흙의 상수로 간주되고 흙에 대해 고유의 값을 갖는다.
투수계수에 영향을 미치는 인자(물과 흙의 성질에 좌우)
인 자관 계비 고흙의 성질입 경(D)평방에 비례공 기반비례기포에 의해 투수계수 저하포화도비 례불포화토는 낮으며 포화도에 따라 증가공극비비 례점성토의 구조면모구조일수록 큼이산구조는 유로가 길어지므로 이온농도와 흡착수층의 두께유체의 성질유체의 단위중량비 례유체의 점성계수()반비례온도(온도1/점성계수)비 례온도증가->점성계수 감소->투수계수 증가 : 15도 기준제안식Taylor,Kozeny-Carman식물과 흙의 모든 영향을 반영하는 식 제안 정수위 투수시험
- 적용범위 : 조립토 , 투수계수가 비교적 큰 경우
- 시험원리 : 수두차가 일정하게 유지되도록 조정(동수경사의 계산이 용이)하면서 시간당 유량을 측정

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