Tortuosity estimation through 1-D analytical diffusion model withdifferent types of clay

본 연구에서는 저투수층의 만곡도 추정을 위해 세 종류의 점토(kaolinite, montmorillonite, bentonite)를 대상으로 흡착성(sodium fluorescein) 및 비 흡착성(chloride, fluoride) 용질을 사용하여 확산 챔버 실험을 실시하였다. 용질의 농도 파괴 곡선 (break through curves, BTC)과 1차원 확산 해석해의 비교를 통해 저투수층의 만곡도를 추정하였으며, 저투수층의 겉보기 밀도와 상관관계를 분석하였다. 비 흡착성 용질을 사용한 확산 챔버 실험 결과, 높은 팽창성으로 인해 bentonite의 BTC농도가 가장 높게 나타났으며 montmorillonite와 kaolinite의 BTC농도가 순차적으로 나타났다. 흡착성 용질을 사용한 경우, 팽창성이 낮고 흡착성이 높은 montmorillonite의 BTC농도가 가장 낮게 나타났으며, 유사한 수준의 흡착 특성을 보이는 나머지 두 점토 중 팽창성 더 높은 ben-tonite의 BTC농도가 가장 높게 나타났다. 추정된 평균 만곡도는 흡착이 발생하지 않는 음이온 BTC농도 결과와 동일한 순서(로 나타났으며, 추정된 만곡도는 저투수층의 겉보기 밀도가 증가할수록 감소하는 비 선형적 반비례 관계가 나타났다. 본 연구결과는 저투수층의 겉보기 밀도를 통해 간접적으로 만곡도를 산정할 수 있는 방법을 제시하였으며, 다른 측정 방법을 통해 추정된 만곡도의 평가 지표로 활용될 수 있다.