KR20170038950A - 지반함몰 모사 토조 시험장치 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지반함몰 모사 토사시험장치 및 시스템에 관한 것이다.본 발명은 싱크홀과 같은 지반함몰 현상을 모사하여 지반함몰과 지반의 물성 변화를 상호 연계하여 고찰하기 위한 시험장치이다. 본 발명에 따른 시험장치를 이용하여 다양한 지반조건, 지하수 수위 조건, 지반함몰 조건을 변형해가면서 시험을 수행할 수 있으며, 이를 통해 지반함몰과 지반의 물성 변화의 상호 관계를 정량적 관계로 도출할 수 있다.

Description

지반함몰 모사 토조 시험장치 및 시스템{GROUND SUBSIDENCE SIMULATOR WITH RAINFALL SYSTEM}

본 발명은 지질, 지반의 거동을 파악하기 위한 시험장치에 관한 것으로서, 특히 싱크홀과 같은 지반함몰현상을 연구하기 위한 토조 시험장치에 관한 것이다.

싱크홀(sinkhole)이 이슈가 되고 있다.

싱크홀은지반함몰 현상의 일종으로 자연적 또는인위적 원인으로 발생된다. 지반 내부가 느슨해지거나 공동(지하공간에 생긴 구멍)이 생성되면 지하수위변화와 집중 또는 반복강우에 따라 지반이 점진적으로 이완되며 시간에 따라 공동이 확산되고 최종적으로 공동발생부 상부 지반이 함몰되는 현상이다. 싱크홀의 발생원인은 다양하다. 예를 들면, 석회석 지반이 장기간에 걸쳐 지하수에 용해되거나, 일정 수위에 머물러 있던 지하수가 급격히 배출되면서 발생되기도 한다. 이렇게 자연적 현상에 기인한 싱크홀의 경우 지름이 수십 m, 깊이가 백m를 넘는 경우가 발견되기도 한다. 과거 싱크홀은 석회석 지대에서 또는 광산 채굴지역에서 국부적으로 발생하여 상대적으로 큰 재난재해로 분류되지 않았다. 하지만 최근 빠른 도시화와 시설물 유지관리의 성능평가 완성도 부족 그리고 재난관리 매뉴얼의 부재로 인해 도심지 싱크홀이 큰 문제로 대두되고 있다.

특히 최근 국내에서 발생하고 있는 싱크홀은도시개발에 따른 사람과 시설물이 밀집된 지역에서 빈번하게 발생되고 있다. 도심지 싱크홀은 자연적지반환경 요인에도심지 지하공간 정보부족과 토목공사시 안정성 확보결여로 인하여 발생되므로 복합적인 재난현상으로 분류될 수 있다. 이러한 점에 비추어, 지하시설물이 구축된 후에도 지하공간 정보망을 이용한 지하수의 수위와 경로가 변화되었기 때문에 일정 기간 동안은 지반의 안정성을 꾸준히 모니터링할 필요가 있다. 또한지하공간 정보망과 지하수 및 지지환경 변화로 인한 지반 안정성의 영향을 모니터링하고 유지관리할 수 있는 시스템이 필요하다. 따라서 최근에 싱크홀 피해로 인하여싱크홀 발생원인에 대한 명확한 규명작업과 도심지 지반방재 및 지반안정성 평가에 대한 필요성이 제기되고 있다.

현재 싱크홀에 대한 대책은 당장의 위험과 불안감을 해소하는 차원에서다양한 현장조사가 이루어지고 있다. 예컨대, 지표투과레이더(GPR; Ground Penetrating Radar)을 탑재한 차량이 도심지 도로 하부에서 발생된 크고 작은 지하공동(cavity)을 탐지하고 위험지역에 대하여시설물 유지관리 및 신속대응하고 있다. 이러한 싱크홀 탐지사업은싱크홀에 대한 본질적인 대책마련의 기회로 삼고 체계적이고 과학적인 접근이 필요한 시점이다.

싱크홀에 대비하기 위해서는 싱크홀의 발생 원인에 대한 규명을 시작으로, 싱크홀의 발생 위험도를 정량화하고, 일상적으로 지반의 안정성을 모니터링할 수 있어야 한다. 현재 싱크홀이 발생하는 물리적 원인은 규명하였지만, 발생위험도를 정량화하여 위험을 평가하고 예측하는 데에는 한계를 보이고 있다. 싱크홀 위험도를 정량화할 수 있는 연구가 선행되어야 한다.

본 발명은 싱크홀의 발생원인을 규명하고, 위험도를 정량화하기 위한 기초 연구를 위하여, 인위적으로 싱크홀을 발생시킬 수 있는 지반함몰 모사 토조시험장치 및 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한 함수비, 간극수압, 온도, 전기전도도 등 토양의 물리적 요소들의 변화와 싱크홀의 발생을 연동시켜 싱크홀의 위험도를 정량화하기 위한 기초 데이터를 확보할 수 있는 지반함몰 모사 토조시험장치 및 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있 는범위내에 서추가적으로 고려될것이다.

이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 지반함몰 모사 토조시험장치는,토체를 모사하도록 내부에 토사를 수용하며, 바닥면에 토사가 배출될 수 있는 배출구가 형성되어 있는 토조부; 상기 토조부 내 토사의 공극에충진되는 물의 수위를 조절하기 위한 수위조절부; 상기 토조의 배출구를 개방 및 폐쇄하도록, 상기 토조부에 결합되는 함몰유도부; 및 상기 토조 내부에 설치되어 상기 토체의 물성 변화를 측정하는 센서부;를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 토조의 적어도 두 개의 외측면에 물이 유입 및 유출될 수 있도록 다수의 구멍이 형성되며, 상기 수위조절부는 상기 구멍이 형성되어 있는 토조의 측면에 설치되어 물을 수용하며, 상기 구멍을 통해 상기 토체와 물을 교환하는 수조인 것이 바람직하다. 또한 상기 수위조절부는 상기 토조의외측면 전체를 둘러싸는 해자(moat) 형태인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 따르면, 토체의 지반함몰을 유발하여 토체 내 수위에 따른 지반함몰의 거동 및 토체의 물성 변화를 측정할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명에서는 토체의 다양한 물성, 예컨대 함수비, 간극수압, 전기전도도 및 온도를 모니터링할 수 있어 토체가 지반함몰에 이르기까지의 과정에서 토체의 물성변화 데이터를 확보할 수 있다는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따른 지반함몰 모사 토조시험 시스템에서는 지상라이더(LiDAR)와 같은 변위관측용 레이더 또는 카메라를 이용하여 토사의 이동 방향 및 변위를 실시간으로 모니터링하여 실험자가 부재중에도 토사의 거동을 파악할 수 있어 실험자의 편의성이 보장된다.

또한, 시간에 따른 토체의물성의 변화와 토사의 거동에 대한 모니터링 데이터가 상호 연계되어 파악할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명에 따른 지반함몰 모사토조시험장치를 통하여 획득된 데이터에 기초하여 토체의 지반함몰 거동과 토체의 물성 변화를 연계할 수 있으므로, 지반함몰의 위험도를 정량적 지표로 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본발명의기술적특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반함몰 모사 토조시험장치의 개략적 종단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선 개략적 단면도이다.
도 3은 도 1의 B 부분의 확대도이다.
도 4는 도 1의 상태에서 지반함몰을 유발한 후의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 인공강우 조건을 조성하기 위한본 발명의 다른 실시예에 따른 지반함몰 모사 토조시험장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반함몰 모사 시스템의 개략적 도면이다.
※첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에서 '지반함몰'은 이른바 '싱크홀'을 포함하여 지반에 공동이 생기는 현상을 통칭하는 것이다. 본 명세서에서는 그 규모나 유발원인과 관계없이 지반에 공동이 형성되는 모든 현상을 '지반함몰'로 정의한다.

본 발명에 따른 지반함몰 모사 토조시험장치는 싱크홀과 같은 지반함몰현상을 모사하기 위한 것으로서, 특히 지하수위 변화와 연동하여 지반함몰을 모사할 수 있는 장치이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 지반함몰 모사 토조시험장치에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반함몰 모사 토조시험장치의 개략적 종단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 개략적 단면도이며, 도 3은 도 1의 B 부분의 확대도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지반함몰 모사 토조시험장치(100, 이하 '토조시험장치'라 한다)는 토조부(10), 수위조절부(20), 함몰유도부(30) 및 센서부(40,50)를 구비한다.

토조부(10)는 지반을 모사하기 위한 것으로서 토사를 수용하여 토사의 집합체인 토체(S)를 형성한다. 본 실시예에서토조부(10)는 챔버 형태로 이루어지며 받침대(11)에 의하여 지지된다. 토사는 자연상태의 것을 그대로 사용할 수도 있으며, 크기가 일정한 인공시료를 사용할 수도 있다. 특히 다양한 입도를 지닌 인공시료를 통해 토체의 공극률을 조절할 수 있다. 실제 자연상태의 지반은 미세한 점토 사이즈부터 굵은 자갈까지 다양한 입도를 가지는 토사가 혼합되어 있으므로, 이를 그대로 모사하기 위해서는 인공시료를 사용할 수 있다.

토조부(10)의 바닥면에는 토사가 배출될 수 있는 배출구(12)가 형성된다. 그리고 토조부(10)의 측면에는 물이 유입 및 유출될 수 있도록 다수의 구멍(13)이 형성된다. 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 토조부(10)의 4개의 측면에 모두 구멍이 형성되지만, 다른 실시예에서는 양쪽의 두 개의 측면에만 구멍이 형성될 수도 있다.

수위조절부(20)는 토체(S) 내 물의 수위를 조절하기 위한 것이다. 즉, 지반 내 지하수의 수위와 지반함몰의 상관관계를 파악하기 위해서는 지하수의 수위 변화를 정확하게 모사할 수 있어야 한다. 수위 조절은 다양한 방법으로 가능하지만, 본 실시예에서는 수조 형태를 이용하여 수위를 조절한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 수조(20, 수위조절부)가 해자(moat) 형태로 토조부(10)를 감싸며 설치된다. 수조(20)의 일측 하단부에는 물이 유입되는 유입라인(21)이 연결되고, 반대측 하단부에는 물이 배출되는 배출라인(22)이 연결된다. 유입라인(21) 및 배출라인(22)에는 밸브(23)가 설치되어 물의 유출입을 선택적으로 허용한다. 유입라인(21)을 통해 유입된 물은 수조(20)의 전체로 확산되어 토조부(10)를 감싸게 된다. 또한, 수조(20)의 물은 토조부(10)에 형성된 구멍(13)을 통해 토체(S) 내부로 유입된다. 물이 유입되고 일정 시간이 경과하면 수조(20)의 수위와 토체(S) 내 공극에충진되어 있는 물의 수위가 일치하게 된다. 토체(S)와 수조(20) 사이에 수위차가 있으면, 수두에 의해서 물이 이동하여 평형을 맞추기 때문이다. 결국 수조(20)의 수위는 토체(S) 내 물의 수위와 일치한다. 본 실시예에서는 수조(20)가 토조부(10) 전체를 둘러싸고 있지만, 다른 실시예에서는토조부(10)의 양측면에만 수조를 설치할 수도 있다. 이 경우에도 일측 수조의 물은 토체(S)를 통해 타측 수조로 연결되기 때문에 수위는 일치하게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서 토체(S)는 지반을, 수위조절부(20)는 지하수의 수위 변동을 모사한다. 그렇다면 이제 지반함몰을 모사해야 한다.

본 발명에서 지반함몰은 함몰유도부(30)에 의하여 모사된다. 함몰유도부(30)는 토조부(10) 바닥면의 배출구(12)를 선택적으로 개방하여, 토체(S)가 배출구(12)를 통해 배출되게 한다. 특히 본 실시예에서는함몰유도부(30)를 독특하게 설계하여 배출구(12)의 개방 크기를 조절할 수 있다. 본 실시예에서함몰유도부(30)는 메인 링부(31), 보조 링부(32) 및 폐쇄부(33)를 포함한다.

메인 링부(31)는 중공의 링 형상으로 토조부(10)의 배출구(12)에 끼워져 결합된다. 본 실시예에서는 메인 링부(31)의 외주면에수나사산이 형성되고, 배출구(12)의 내주면에암나사산이 형성되어 메인 링부(31)가 배출구(12)에 나사결합된다. 그리고 보조 링부(32)도 중공의 링 형상으로 메인 링부(31)의 중공부에분리가능하게나사결합된다. 폐쇄부(33)는 보조 링부(32)의 중공부에분리가능하게 결합되어 보조 링부(32)의 중공부를 선택적으로 개방한다. 본 실시예에서폐쇄부(33)도 보조 링부(32)에 나사결합하는 방식을 채택하였다. 함몰유도부(30)가 상기한 바와 같이 다단으로 구성됨에 따라, 폐쇄부(33)만 분리하게 되면 가장 좁게 배출구(12)를 개방하게 되고, 메인링부(31)를 분리하면 보조 링부(32)와 폐쇄부(33)가 함께 분리되므로 가장 넓게 배출구(12)를 개방할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 보조 링부(32)가 하나만 설치되어 있지만 토조부의 크기에 따라 복수의 보조 링부(31)가 다단으로 결합되어 배출구(12)의 개방 영역을 보다 세밀하게 조절할 수 있다.

지반함몰의 규모는 배출구(12)의 개방 크기와 함께 토체(S)의 물성에 영향을 받는다. 예컨대, 토체(S)의 함수비, 간극수압, 온도, 전기전도도 등과 같은 요소들의 영향을 받는다. 본 연구자는 지반함몰과 토체(S)의 물성 변화 사이의 상관관계를 도출하기 위하여 본 발명을 하게 되었다. 아직까지 지반함몰과 토체의 물성 사이의 관계가 정량적으로 규명되어 있지 않기 때문에, 지반함몰을 모사하면서 토체의 물성 변화를 추적하는 실험적 방법을 통해 지반함몰과 물성 변화 사이의 상관관계를 규명하고자 한다.

이에 따라, 본 발명에서는 센서부(40,50)를 토체(S) 내부에 설치하여 물의 수위 변화, 지반함몰의 규모, 지반함몰의 속도 등 다양한 케이스에 따라 토체(S)의 물성이 어떻게 변화하는지를 파악할 수 있다. 본 실시예에서 센서부(40,50)는 배출구(12)의 둘레 방향을 따라 복수 개 배치되며, 또한 한 지점에서 토체(S)의 심도에 따라 복수 개의 센서가 설치된다. 센서부(40,50)는 하나의 센서(로 이루어질 수도 있으며, 심도별로 배치되는 복수의 센서(41,42,43)로 이루어질 수도 있다. 다만, 하나의 센서만 설치하는 경우에는 비슷한 지점에서 심도를 다르게 하여 복수의 센서를 설치하는 것이 바람직하다. 또는 본 실시예와 같이, 하나의 센서(51)만 사용하더라도 센서(51)의 심도를 조절할 수 있게 하여 토체(S)의 심도에 따른 물성 변화를 파악가능한 것이 바람직하다.

도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 센서(41,42,43)가 지지봉(45)에 서로 이격되어 배치되어 토체(S)의 심도별로 배치될 수 있다. 또는 지지봉(52)에 하나의 센서(51)만 부착하고, 지지봉(52)의 길이가 조절되는 구조를 선택할 수도 있다.

센서를 복수의 심도에 배치하는 것은 심도별로 물성을 측정하기 위한 것도 있지만, 보다 중요하게는 시간 간격을 두고 수 차례에 걸쳐 지반함몰이 일어나는 경우의 토체 물성을 측정하기 위한 목적이 더욱 크다. 싱크홀과 관련하여 심도별로토체의 물성을 측정하는 것은 매우 중요한 의미가 있다. 보다 자세하게 설명한다.

도 4는 지반함몰이 일어난 후의 모습을 나타낸 것이다. 배출구(12)의 상부로 일정 범위의 토사가 배출되어 공동(h)이 생겼다. 하지만 공동(h)의 상부는 아직 토체(S)가 유지되고 있다. 추후 다시 지반함몰이 발생하여 공동이 지표까지 확장되면 싱크홀이 되는 것이다. 실제 자연계에서도 지하수 등에 의하여 하부 지반이 이완(loosening)된 상태에서, 하부 지반이 상부의 지반의 무게를 견디지 못하면 상부 토체가 함몰되면서 지표면까지 공동이 확장되어 싱크홀이 발생된다. 따라서 하부 지반이 이완되었지만, 아직 상부 지반이 유지되고 있는 시점이 매우 중요한 의미를 갖는다. 의학 용어로 표현하자면, 이 시점이 이른바 골든타임(golden time)이다. 이 시점에서 싱크홀의 위험성을 경고하고 긴급하게 사람과 물자를 대피시켜야 하기 때문이다. 본 발명에서는 심도를 달리하여 복수의 센서를 설치함으로써 1차 지반함몰 후에도 유지되고 있는 지반, 즉 공동(h)의 상부 토체(S)의 물성 변화를 측정할 수 있다. 이 시점에는 상부의 토체에도 큰 물성 변화가 나타날 것으로 예측되며, 이러한 물성 변화를 정량적으로 지표화할 수 있으면 싱크홀의 발생 여부와 위험도를 신뢰성 있게 평가할 수 있기 때문이다.

센서는 함수비 센서, 간극수압 센서, 온도센서, 전기전도도 센서를 선택적으로 조합하되, 지반함몰과 가장 밀접한 관계가 있는 것으로 알려진 함수비 센서는 모든 지점에 배치되는 것이 바람직하다. 기성 제품들 중에는 다양한 센서를 하나로 조합하여 센서복합유닛으로 판매하고 있는 바, 이러한 센서복합유닛을 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 토조실험장치를 이용하여 다양한경우, 예컨대 지하수의 수위에 따른 물성 변화, 지반함몰의 시간적 경과에 따른 물성 변화, 지반함몰의 속도와 형태에 따른 물성 변화를 측정하여 데이터 베이스화한다. 데이터들이 축적되면 특정한 물성과 지반함몰 사이의 상관관계가 도출될 수도 있으며, 물성 요소들 사이의 상관관계가 도출될 수도 있다. 이를 통해 싱크홀의 위험성을 평가할 수 있을 것이다. 더 나아가 지반의 안정성의 정량적 평가라는 개념으로 확장될 수 있을 것으로 기대한다.

한편, 지금까지는 지반의 지하수위 변화만을 모사하는 것으로 설명하였으나, 지반의 수위에 영향을 주는 요소는 지하수위 이외에도 강우가 있다. 이에 본 발명에서는 강우를 모사하기 위하여 살수부를 더 구비할 수 있다.

도 5에는 살수부가 구비된 형태의 실시예가 도시되어 있다. 도 5를 참고하면, 토조부(10)의 상측에 다수의 구멍(17)이 형성되어 있는 샤워헤드 형상의 패널(15)이 결합된다. 그리고 패널(14)의 상부에 물을 수용할 수 있는 밀페부(14)가 형성된다. 주입라인(16)을 통해 유입된 물은 패널(15) 상부에 일시적으로 수용된 후 구멍(17)을 통해 토체(S)로 살수된다. 토체의 전체 영역에 걸쳐 고르게 물이 살포되도록, 패널(17)이 복수개의 샤워헤드 형상으로 이루어진다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 토조실험장치(100)에서는 지반, 지하수의 수위 변동, 강우, 지반함몰을 모사할 수 있다. 그리고 복합센서에 의하여 토체의 물성 변화를 측정할 수 있다. 다양한 케이스에 대한 실험을 통해 토체의 물성 변화 데이터가 축적되면 지반함몰과 토체의 물성 사이의 상호 관계가 정량적으로 도출될 수 있을 것이다. 이를 통해 싱크홀의 발생 위험도 및 지반의 안정성을 정량적으로평가할 수 있게 되기를 기대한다.

한편, 도 6에는 본 발명에 따른 지반함몰 모소 토조실험 시스템(200)이 도시되어 있다. 상기한 구성으로 이루어진 토조실험장치(100)가 구비되며, 토조실험장치(100) 내 토체(S)의 거동을 정지영상 또는 동영상으로 파악할 수 있는 촬영장치(150)가 구비된다. 토조실험장치(100)의 수조(20)와 토조부(10)는 모두 투명한 소재로 이루어져 외부에서 토체(S)의 거동을 확인할 수 있다.

촬영장치(150)는 실험의 전체 과정, 특히 지반함몰을 유도하는 과정을 녹화하여 토체의 거동 변위와 방향 및 속도를 영상데이터로 확보할 수 있다. 특히 본 실시예에서는 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 토체(s) 내에 토양입자와는 다른 색상 또는 형상으로 된 식별입자(x)를 넣어 놓는다. 식별입자(x)를 통해 토사의 이동방향, 변위, 속도를 영상 데이터를 통해 확인할 수 있다. 다만, 최근에는 지상라이더(LiDAR; Light Detection And Ranging)와 같은 첨단 촬영장비를 통해 식별입자를 배치하지 않는 경우에도 토사의 거동을 파악할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 센서에서 측정된 데이터는 물론 촬영장치에서 획득된 영상이 함께 데이터베이스에 수록되므로 영상 데이터와 물성 데이터를 상호 연동하여 파악할 수 있다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

100: 지반함몰 모사 토조시험장치 200: 지반함몰 모사 토조시험시스템
10: 토조부 20: 수위조절부
30: 함몰유도부 40,50: 센서부
150: 촬영장치

Claims (16)

1. 토체를 모사하도록 내부에 토사를 수용하며, 바닥면에 토사가 배출될 수 있는 배출구가 형성되어 있는 토조부;
   상기 토조부 내 토사의 공극에충진되는 물의 수위를 조절하기 위한 수위조절부;
   상기 토조의 배출구를 개방 및 폐쇄하도록, 상기 토조부에 결합되는 함몰유도부; 및
   상기 토조 내부에 설치되어 상기 토체의물성 변화를 측정하는 센서부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 토조의 적어도 두 개의 외측면에 물이 유입 및 유출될 수 있도록 다수의 구멍이 형성되며,
   상기 수위조절부는 상기 구멍이 형성되어 있는 토조의 측면에 설치되어 물을 수용하며, 상기 구멍을 통해 상기 토체와 물을 교환하는 수조인 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 수위조절부는 상기 토조의외측면 전체를 둘러싸는 해자(moat) 형태인 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 함몰유도부는 상기 배출구의 개방 영역의 크기를 조절가능한 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 함몰유도부는상기 배출구에 착탈가능하게결합되는 중공 형상의 메인 링부와, 상기 매인링부의중공부에착탈가능하게 결합되어 상기 중공부를 개폐하는 폐쇄부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 메인 링부와 폐쇄부의 사이에는 중공 형상의 보조 링부가 적어도 하나 더 개재되어, 다단으로 상기 배출구의 개방 영역 크기를 조절가능한 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 센서부는 상기 토체의심도별로 복수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 센서부는 상기 토체 내부에서 높이조절 가능한 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 센서부는 상기 배출구의 둘레 방향을 따라 복수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 토양의 함수비를 측정할 수 있는 함수비센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 토체의 간극수압을 측정하는 간극수압센서, 상기 토체의전기전도도를 측정하는 전기전도도센서 및 상기 토체의 온도를 측정하는 온도센서 중 적어도 하나를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 토체의 내부에는 토사의 이동 방향 및 변위를 파악하기 위하여 복수의 식별입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 토조의 상부에는 강우를 모사하기 위하여 상기 토체에 물을 뿌릴 수 있는 살수부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 살수부는 상기 토조의 상부에 결합되며 물을 수용하며 바닥면에 다수의 구멍이 형성되어 있는 샤워헤드 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 토체의 거동을 외부에서 확인할 수 있도록 상기 토조는 투명한 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험장치.
16. 토사를 수용하며 지반함몰을 모사할 수 있는 토조시험장치; 및
    상기 토조시험장치 내 토사의 거동을 촬영하기 위한 촬영장치;를 구비하며,
    상기 토조시험장치는 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 하나에 기재되어 있는 시험장치인 것을 특징으로 하는 지반함몰 모사 토조시험시스템.

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