방사성폐기물 처분장 되메움재를 위한 국산점토/분쇄암석 혼합물의 수리특성에 관한 연구

A Study on the Hydraulic Properties of Domestic Clay/Crushed Rock Mixture for the Backfill Material in a Radioactive Waste Repository

중저준위 방사성폐기물 처분장 되메움재 후보물질로 제안되고 있는 국산 천연점토와 분쇄암석의 혼합물의 수리특성을 조사하였다. 혼합물의 수분함량 변화에 따른 혼합물의 밀도 변화를 조사하여, 동일 압축력 하에서 최대밀도를 얻을 수 있는 최적수분함량을 찾고자 하였으며, 혼합물 중의 점토함량에 따른 수리전도도 변화를 조사하였다. 혼합물 중 점토함량이 감소할수록 얻어 지는 최대밀도가 증가하였으며, 최적수분함량도 보다 명확해졌으나, 혼합물의 밀도는 수분함량에 그다지 민감하지 않았다. 혼합물의 수리전도도는 점토 함량이 감소할수록 증가하여 건조밀도 1.2 Mg/㎥ 일 때 100% 점토인 경우의 3 $\times$ $10^{-12}$ m/s에서 25% 점토함량의 경우에는 7 $\times$ $10^{-10}$ m/s로 증가하였으나, 건조밀도가 1.5 Mg/㎥ 일 때에는 25% 점토함량의 경우에도 5 $\times$ $10^{-12}$ m/s 의 낮은 값을 유지하였다. 혼합물의 수리전도도 추장을 위한 유효점토건조밀도 개념이 제안되었으며. 이 개념은 다양한 건조밀도와 분쇄암석 함량을 가진 혼할물의 수리전도도를 잘 설명할 수 있었다.

The hydraulic properties of domestic natural clay/crushed rock mixture suggested as a candidate backfill material for the low and intermediate level waste repository were investigated. The dry density-water content relationship was studied to define an optimum water content that gives a maximum attainable dry density at constant compaction pressure. The hydraulic conductivities of clay/crushed rock mixture as a function of clay content were also measured. As the clay content decreased, the maximum attainable dry density increased and the optimum water content became more distinct. However the attainable density is not significantly sensitive to water content. The hydraulic conductivities of the mixture increased from 5 $\times$ 10$^{-12}$ m/s to 7 $\times$ 10$^{-10}$ m/s with clay content decreasing from 100 wt.% to 25 wt.% at dry density of 1.2 Mg/㎥. In case of dry density of 1.5 Mg/㎥, they maintain the lower values of 5 $\times$ 10$^{-12}$ m/s even at 25 wt.% clay content. The concept of effective clay dry density was suggested to estimate the hydraulic conductivity of the mixture. It was shown that the effective clay dry density concept can explain welt the hydraulic conductivities of the mixtures with various dry density and crushed rock content.