비유전율 기반 바이오폴리머 처리 사질토의 건조도 평가 (Dryness Assessment of Biopolymer-treated Sandy Soils Based on Relative Permittivity)

서지정보

· 발행기관 : 한국지반공학회
· 수록지 정보 : 한국지반공학회논문집 / 40권 / 6호 / 183 ~ 190페이지
· 저자명 : 이은상, 조현묵, 홍원택

초록

잔탄검 바이이폴리머 수용액을 주입한 사질토의 결합력 증대효과는 건조도에 지배적인 영향을 받으므로, 바이오폴리머 처리토의 공학적 거동 예측을 위하여 건조도 평가가 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 전자기적 물성 기반 건조도 평가를 위하여 잔탄검 바이오폴리머 처리토의 건조도와 비유전율의 상관관계를 수립하고자 하였다. 대상 시료의 비유전율 평가를 위하여 5전극 TDR probe가 설치된 TDR 셀을 제작하였으며, TDR 셀 내에 노건조된 주문진 표준사를 조성 및 중량농도 0.75%의 잔탄검 바이오폴리머 수용액을 주입하여 포화시켰다. 잔탄검 바이오폴리머 수용액 주입 시료의 건조과정 중 중량 기반 건조도 및 TDR 신호가 수집되었으며, 유도전자기파의 왕복전파시간을 바탕으로 비유전율이 평가되었다. 실험 결과, 잔탄검 바이오폴리머 처리 사질토의 건조도는 비유전율의 2차함수 형태로써 결정계수가 0.996에 해당하는 우수한 상관관계를 보였으며, 이는 비유전율이 잔탄검 바이오폴리머 처리토의 결합력 증대효과 예측을 위한 주요한 물성으로서 이용될 수 있음을 나타낸다. 또한, 본 연구의 결과는 향후 바이오폴리머 처리토의 현장 모니터링을 위한 지구물리탐사 기법의 참고 자료로서 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

영어초록

The interparticle bonding effect in Xanthan gum biopolymer-treated sandy soils is primarily influenced by the drying process of the Xanthan gum biopolymer solution injected into the voids. Therefore, monitoring the dryness of these treated soils is essential for assessing their engineering behavior. This study establishes a relationship between the dryness of Xanthan gum biopolymer-treated sandy soils and their relative permittivity, enabling dryness estimation based on electromagnetic properties. To measure relative permittivity, a TDR (time domain reflectometry) cell equipped with a 5-electrode TDR probe was developed. Oven-dried jumunjin sand was prepared within the TDR cell and saturated with a 0.75% weight concentration of Xanthan gum biopolymer solution. During the drying process, weight-based dryness and TDR waveforms were recorded, and relative permittivity was calculated from the round-trip travel time of guided electromagnetic waves. The experimental results indicate a strong correlation between the dryness of Xanthan gum biopolymer-treated sandy soils and a quadratic function of relative permittivity, with a determinant coefficient of 0.996. This finding demonstrates that relative permittivity is a key property for estimating the interparticle bonding effect in these biopolymer-treated soils. In addition, the results of this study have potential applications in geophysical surveying method for field monitoring of biopolymer-treated ground.

참고자료

· 없음