Abstract
In this study, an in situ heater test for investigating the thermo-mechanical behavior related to heat flow was carried out. It was the first in situ heater test in Korea. For the test, an adequate design of heater, observation sensors, and data logging system was developed and installed with a consideration of the site condition and the test purposes. It was possible to observe that steep joints are overwhelmingly developed in the test area from a joint survey. The major rock and rock mass properties at the test site could be determined from the thermal and mechanical laboratory tests using the rock cores from the site. From the measured rock temperature distribution, it was possible to observe the influence of the rock joints and the heat flow through tunnel wall. When the heater temperature was maintained as $90^{\circ}C$, the rock temperature at 0.3 m from the heater hole was increased up to $40^{\circ}C$.
본 연구에서는 암반에서의 열 전달과 관련된 열-역학적 거동을 평가하기 위한 현장 히터시험을 국내 최초로 실시하였다. 현장시험을 위해 현장조건과 시험 목적에 부합하는 시추공 히터시험을 설계하고 히터장치, 관측용 센서, 데이터로깅 시스템의 설치가 이루어졌다. 시험 구간에서의 노출면 조사를 통해 고경사 절리가 우세하게 분포함을 알 수 있었으며 암석코아에 대한 실험실 실험을 통해 히터시험구간에서의 주요 열, 역학적 암반 물성을 결정하였다. 암반의 온도분포 변화를 통해 암반 내에 존재하는 절리의 영향과 터널 벽면으로의 열손실을 파악할 수 있었으며 히터온도가 $90^{\circ}C$로 유지되는 경우, 히터공에서 0.3 m 떨어진 암반의 온도는 최대 $40^{\circ}C$까지 상승함을 알 수 있었다.
