본 연구는 현장에서 획득한 전기비저항 탐사 데이터를 Archie 방정식을 이용하여 간극률로 도출하였다. 전기비저항 탐사는 지반 내부에 인위적으로 전류를 흘려보내 발생되는 전위차를 이용하여 지반 내부 구조를 파악하는 지구물리탐사법이다. 전기비저항 탐사는 지층을 구성하는 광물의 종류, 흙 입자 사이의 간극 그리고 간극 사이의 간극수 등에 의존하는 지반의 전기적 특성을 파악하는 탐사법이다. Archie는 지반의 전기적인 특성인 전기비저항을 활용하여 지반의 설계상수인 간극률을 예측할 수 있는 수식을 제안하였다. 따라서 본 연구에서도 Archie가 제안한 모델을 통해 지반의 상세한 간극률 주상도를 도출하고자 하였다. 현장에서 실시한 전기비저항 탐사는 슐럼버져 배열법으로 전극 간격 5m로 설치하여 실시하였다. 또한, 측선은 총 길이 135m씩 2개 측선을 설치하였다. 전기비저항 탐사 데이터와 산정된 간극률 데이터의 검증을 위해 측선 가운데에 표준관입시험을 함께 실시하였다. 최종적으로 Archie 방정식을 이용하여 간극률로 산정한 결과는 표준관입시험 타격횟수와 높은 유사성을 보이는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 도출된 간극률 값은 지구통계학 프로그램인 SGeMS을 통해 지반의 3차원적 간극률 분포도도 함께 제시하였다.

국내는 석조로 이루어진 건축물 및 문화재가 다양하게 넓은 범위에 걸쳐 분포하고 있으며 이들의 안정성 검증이 대두되고 있다. 본 연구에서는 석조로 이루어진 건축물 및 문화재 등의 안정성을 확인하는 요소 중 하나인 균열밀도 값을 예측하고자 하였으며 탄성파 속도를 통한 균열밀도 산정 기법을 제시하고자 한다. 탄성파를 통해 산정된 균열밀도 데이터의 활용성을 증대시키고자 실제 이천 터널 공사현장 및 고속도로 공사현장에서 시추코어를 채취하였으며 실내에서 탄성파 속도를 측정하였다. 이때 균열밀도의 차이를 관찰하기 위해 Slake durability test를 진행시킴에 따라 균열밀도변화를 살펴보았으며 간접적으로 데이터의 신뢰성을 확인하였다. Slake durability test가 진행됨에 따라 풍화가 진행되었으며 균열밀도 값이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 균열밀도 산정 수식은 다양한 인자로 이루어져 있으며 이러한 인자들에 대해 오차규범을 산정하였으며 오차규범을 바탕으로 균열밀도 산정에 주의를 요하는 인자를 제시하였다. 본 연구를 통해 탄성파를 활용하여 균열밀도를 직접적으로 예측 가능하며 추후 안정성 평가에 폭 넓게 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

투수계수는 지반의 안정성 평가에 중요한 인자로 사용되며, 다양한 실험방법을 통해 유추되고 있다. 본 연구는 기존 방법 외에 물리탐사 기법 중에 하나인 탄성파 속도로 투수계수를 산정할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 탄성파 속도를 이용한 투수계수는 기존에 활용되고 있는 Hazen과 Kozeny-Carman 방정식을 이용하였으며, 각각의 수식에 대입되는 입력변수는 문헌값을 선택하였다. 기존방법과 탄성파 속도를 함께 측정 후 결과값을 비교하기 위하여 탄성파 센서가 장착된 새로운 압밀셀(oedometer)을 활용하였다. 새로운 압밀셀은 탄성파 센서가 추가로 장착되어 기존 압밀셀보다 직경은 확장되었지만 시료 직경 대 높이 비율을 2.5로 고정하여 ASTM에서 추천하고 있는 비율을 만족시켰다. 시료는 원형성이 높은 글라스비즈를 선행적으로 선택하였으며, 측정 데이터의 신뢰성을 확보한 후 주문진사와 점토도 함께 적용하였다. 압밀실험 결과 하중이 증가함에 따라 시료의 침하량은 감소하였으며 탄성파 속도는 증가하는 것으로 나타났다. 탄성파 속도는 일반적으로 입자의 접촉면에 의존하므로 재하 응력이 증가할수록 접촉면적이 커져 그 값이 크게 나타난 것으로 판단된다. 압밀실험에 의해 도출된 투수계수와 탄성파 속도를 도출된 투수계수 값을 비교하였으며, 그 결과 거의 유사한 값을 보이는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구는 물리탐사기법을 활용하여 지반의 설계상수를 도출한 것에 의의가 크며, 추후 다양한 조건을 변화하여 현장의 적용성을 극대화 시키고자 한다.