• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.400-425
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• 2018

본 논문에서는 국제공동연구인 DECOVALEX-2019 프로젝트 Task B의 연구결과와 현황을 소개하였다. Task B의 주제는 'Fault slip modelling'으로 유체의 주입으로 인해 발생하는 단층의 재활성(미끄러짐, 전단파괴)과 수리역학적 거동을 예측할 수 있는 해석기법을 개발하는 데에 그 목적이 있다. 1단계 연구는 참가팀들이 연구주제에 대해 숙지하고, 벤치마크 모델을 대상으로 단층의 투수특성과 역학적 거동의 상호작용을 모사할 수 있는 해석코드를 개발할 수 있도록 하는 준비 단계의 연구이다. 본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석 기법을 사용하여 물 주입으로 인한 단층의 수리역학적 연계거동을 모사하였다. TOUGH2 해석에서는 단층을 Darcy의 법칙과 삼승법칙을 따르는 연속체 요소로 모델링하였으며, FLAC3D 해석에서는 미끄러짐과 개폐가 허용되는 불연속 인터페이스 요소를 통해 모사하였다. 두 가지 수리간극모델에 대하여 수리역학적 커플링 관계식을 수치화하였으며, 연속체 요소(수리모델)와 인터페이스 요소(역학모델)의 거동을 연계할 수 있는 해석기법을 제시하였다. 또한, 단층의 역학적 변형(간극의 변화)으로 인한 수리물성 변화와 기하학적 변화(해석 메쉬의 변형)를 수리해석에 반영할 수 있는 해석기법을 개발하였다. 다양한 압력의 물을 단계적으로 주입하고 이로 인해 유도되는 단층의 탄성거동 및 전단파괴(미끄러짐)에 대해 살펴보았으며, 수리간극의 변화 양상과 원인, 압력 분포와 주입율의 관계 등을 면밀히 검토하였다. 해석 결과, 본 연구에서 개발한 해석기법이 물 주입으로 인한 단층의 미끄러짐 거동을 합리적인 수준에서 재현할 수 있는 것으로 판단할 수 있었다. 본 연구의 해석모델은 Task B에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 연구의 현장시험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

• 지질공학
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• 제17권4호
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• pp.673-680
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• 2007

2007년 1월 20일 발생한 오대산지진과 관련된 지진원 상수(지진원기구, 진원깊이, 규모, 지진원 특성 등)를 지진모멘트텐서 방법을 이용하여 분석하였다. 3개의 지각속도 모델에 의한 각각의 지각반응을 분석을 위한 그린함수로 이용하였다. 분석된 6개의 지진모멘트텐서 성분을 조합한 결과 오대산지진은 거의 북북동 방향의 주향을 가진 주향단층의 운동에 의해 발생된 것으로 해석된다. 진원깊이는 약 11 km의 값을 가지고 있으며 6개의 지진모멘트 성분을 분석한 결과 CLVD 성분이 약 7%의 값을 가지고 있어 순수 단층면위의 미끄러짐 현상에 의해 발생된 것으로 해석되었다. 지진원기구의 주향이 오대산 단층의 주향과 일치하고 있고, 또한 진앙도 오대산 단층의 지표 연장선과 밀접한 관계를 보여주고 있으므로 오대산 단층이 지진유발 단층인 것으로 해석된다.

• 터널과지하공간
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• 제27권2호
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• pp.89-99
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• 2017

이산화탄소 지중저장 사업의 성공적인 수행을 위해서는 저장시스템의 안정성을 확보할 수 있는 대상 지층을 선정하고 현장 지질조건에 최적화된 주입 조건을 설계해야 한다. 본 연구에서는 국내 실증실험 대상 예상후보지의 하나인 장기분지의 지질구조를 바탕으로 2차원 간략해석모델을 구축하고 TOUGH-FLAC 연계해석기법을 사용하여 초기응력조건과 주입량이 이산화탄소 격리저장시스템에 미치는 영향을 분석하였다. 기초해석 결과, 수직응력이 수평응력보다 우세한 정단층 응력조건에서 전단미끄러짐 가능성이 가장 높은 결과를 보였으며, 단위시간당 주입량을 달리하는 주입량 시나리오 해석에서는 주입량을 단계적으로 증가시켜 주입하는 경우가 공극압의 증가폭이 가장 크고 활동마찰계수를 이용한 전단미끄러짐 가능성 평가 결과에서도 가장 불리한 것으로 평가되었다.

• 터널과지하공간
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• 제25권4호
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• pp.320-331
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• 2015

본 논문에서는 독일 북부의 그로스 쉐네벡 지역에서 진행된 EGS 실증프로젝트를 수리자극 시험 중심으로 소개한다. 이 지역에서는 사암 및 화산암으로 이루어진 심도 4 - 4.4 km의 지층 내에 각각 1개의 주입정과 생산정을 갖는 순환 시스템을 구성했다. 정단층 및 주향이동단층 응력상태 하에서 물 또는 젤과 균열지지체를 주입하여 주입정과 생산정에서 각각 수리자극이 이루어졌으며, 그 결과 주입지수가 $0.97m^3/(hr^*MPa)$에서 $7.5m^3/(hr^*MPa)$로 증가하였고 생산성지수는$2.4m^3/(hr^*MPa)$에서 $10.1m^3/(hr^*MPa)$로 4.25배 증가했다. 그러나 주입정과 생산정을 연결하는 순환수리시험에서는 2년간 생산성지수가 $8.9m^3/(hr^*MPa)$에서 $0.6m^3/(hr^*MPa)$까지 감소했다. 화산암층에서의 수리자극에 대해 전단 미끄러짐 해석을 수행한 결과 전단균열의 발생 방향 및 요구되는 유체 압력을 실제 수리자극 결과와 유사하게 예측해 냈다. 화산암층에서의 수리자극 시 미소진동을 관측한 결과 모멘트 규모 -1.8에서 -1.0 범위의 미소진동이 80회 나타나 미소진동의 발생은 극히 미미했다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.643-659
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• 2022

최근 지중저장기술(예, 온실가스 심지층 처분, 인공지열저류층 발전 등)이 활발히 수행됨에 따라, 유체 주입과 저장부지 안정성 사이의 역학적 관계에 관한 정량적 이해의 중요성이 인지되고 있다. 지중 유체 주입은 공극압 및 지중응력 교란과 지층의 역학적 불안정성을 야기할 수 있어, 유체 주입에 대한 다공탄성 수치 모형 구축이 요구된다. 본 연구에서는 순차적인 COMSOL-PyLith-COMSOL 유체 주입-유발지진 다공탄성 수치 모사를 수행한다. 유한요소 상용 소프트웨어인 COMSOL을 이용해 단층에 가해지는 쿨롱 파괴 응력(CFS) 변화를 시간에 따라 추적하였고, CFS 변화량이 임계값(예, 0.1 MPa)을 초과할 경우, 모형의 정보(기하구조, 물성 등)를 유한요소 오픈소스 코드인 PyLith로 이동시키는 알고리즘을 구축했다. PyLith는 단층의 미끄러짐을 모사하고, 미끌림에 의한 변위장을 획득한다. 이후 변위장을 COMSOL로 이동시켜 지진에 의한 응력 및 표면 변위를 계산한다. 수치 모사 결과, 주입 기간 중엔 주입정 근거리에서 큰 변화(공극압, CFS 변화 등)를 보였고, 주입 종류 후에는 잔류 응력이 원거리 영역으로 확산하는 양상이 나타났다. 이는 주입 종료 후 지속적인 모니터링의 필요성을 제안한다. 또한, 단층과 주입층 물성(예, 투수계수, Biot-Willis 계수)에 따른 CFS 변화량 비교는 주입정 위치 선정 시 주입층 및 주변 지층에 대한 물성 파악이 중요함을 의미한다. 단층 미끄러짐 양에 따른 표면 변위 및 이암층에 가해지는 편차응력은 다양한 단층 미끌림 시나리오 설정의 필요성을 지시한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권1호
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• pp.51-60
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• 2010

남극 킹조지섬 포케이드 빙하의 저면 지형과 내부 모습을 규명하기 위해서 2006년 11월에 4개 조사측선을 따라 헬리콥터 및 지상 레이다(GPR) 탐사를 실시하였다. 혼합위상인 단채널 지상 GPR 자료에 적용한 신호 역대합, f-k 구조보정 속도분석, 유한차분 깊이구조보정 등의 처리과정을 통하여 수직 분해능 향상, 속도함수 추출, 선명한 깊이영상 작성 등을 효과적으로 수행하였다. 헬리콥터 GPR 자료의 경우, 구조보정속도는 공기와 얼음의 2층모델을 가정한 평균제곱근속도로 구하였다. GPR 단연은 울퉁불퉁한 빙저면, 빙하 내부의 미끄러짐면, 운집된 산란잡음 등의 특징적 모습을 보여준다. 기반암까지의 최대 깊이는 포케이드 빙하와 목지들로우스키 빙하 사이의 경계능선 남동사면에 인접한 빙하 골짜기에서 79 m가 넘는다. 빙하 기저수 위에 복잡한 형태의 굴과 수 m의 폭을 갖는 독립된 빈 공간들의 존재를 지상 GPR 자료로부터 해석하였다. 빙하 중단 부근의 GPR 영상은 포토소만의 빙산 형성기작과 관련된 미끄러짐면, 단열, 단층 등의 구조를 보여준다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제39권10호
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• pp.765-769
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• 2006

배경: 너스 시술은 누두흉 환자들의 전흉부 함몰을 교정하는 효과적인 수술방법으로 기존의 방법에 비하여 비침습적이다. 하지만 환자의 나이와 기형 형태에 따라 전흉부 함몰은 다양한 양상을 보이는 데, 이에 대하여 고전적인 너스 시술만을 고집할 때 기형 재발, 불충분 교정 등 다수의 합병증이 발생하였다. 따라서 저자들은 고전적인 너스 술식을 몇 가지 관점에서 보완하였다. 대상 및 방법: 1999년 11월부터 2004년 12월까지 135명의 환자와 216건의 수술경험을 후향적으로 분석하였다. 수술 전 컴퓨터 단층촬영, 수술 당시 환자의 연령, 수술방법, 재발을 포함한 합병증 여부를 분석하고, 이를 시술의 개선 전후로 나누어 비교하였다. 결과: 5년 2개월 동안 135명에서 너스 술식을 시행하였으며, 너스막대 제거술 64건, 재발 또는 합병증을 이유로 2번 이상의 너스 술식을 시행한 17건을 포함하여 너스 관련 216건의 수술을 시행하였다. 막대의 삽입위치를 절개부위에서 함몰부의 양족 경계부(늑연골의 최대 돌출부위)로 내측으로 이동시켜 흉곽 지지구조의 손상을 최소화하였고, 막대 성형 시 늑골과 접합하는 부분을 늑골모양에 맞게 성형하여 막대의 미끄러짐 현상을 줄였다. 그리고 막대와 늑골의 고정사를 바이크릴에서 강선으로 전환하고, 성인 환자의 경우, 수술 중 흉골을 견인하는 방법을 추가하였다. 1999년에서 2002년까지 17건에 달하던 재교정과 23건의 합병증이 개선 이후인 2003-2004년에는 재교정 0건, 합병증 3건으로 감소하였다. 결론: 이러한 결과로 미루어 보아, 본원에서 시행한 너스개선 술식은 효과적이었으며, 재발과 합병증을 획기적으로 줄일 수 있었다.