• 산업기술연구
• /
• 제28권B호
• /
• pp.111-116
• /
• 2008

Since the hydraulic fracturing field testing method was introduced first to Korean geotechnical engineers in 1994, there have been lots of progresses in a hardware system as well as an interpretation tool. The hydrofracturing system of first generation was the pipe-line type, and it has been developed to a wire-line system at their second generation. The current up-to-date system is more compact and is able to be operated by all-in-one system. With a progress in a hardware system, the software for analyzing in-situ stress regime has also been progressed. The shut-in pressure, which is the most ambiguous parameter to be obtained from hydrofracturing pressure curves, can now be acquired automatically from the various methods. While the hardware and software for hydrofracturing tests are being developed during the last decade, the author could accumulate the field test results which can cover the almost whole area of South Korea. Currently these field data are used widely in a feasibility study or a preliminary design step for tunnel construction in Korea. Regarding the difficulties in a site selection and a test performance for the in-situ stress measurement at an off-shore area, the in-situ stress regime obtained from the field experiences in the land area can be used indirectly for the design of a sub-sea tunnel. From the hydrofracturing stress measurements, the trend of magnitude and direction of in-situ stress field was shown identically with the geological information in Korea.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제38권2호
• /
• pp.15-27
• /
• 2022

암반 그라우팅은 시설물 지반의 안정성을 향상시키는 보강 및 재해방지 대책으로서의 적용성이 날로 증가하고 있으나, 현장에서의 그라우팅은 대부분 경험에 의존하는 바 가이드라인으로 사용할 수 있는 주요 계획인자에 대한 최소 기준값이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 암반 그라우팅 계획에 있어 중요한 인자인 주입조건(물-시멘트비, 주입압, 단위 시멘트 주입량)과 그라우팅 효과(변형계수와 투수성)에 대한 기준값을 제시하였다. 제시된 기준값들은 국내외 수압파쇄시험 및 암반 투수시험 자료, 국내외 17개 현장의 그라우팅 시험시공 자료, 그리고 국내외 기준 및 연구를 분석한 결과이다. 또한 그라우팅 효과를 제고하기 위한 안정한 주입재의 조건에 부합하도록 국내의 높은 물-시멘트비는 조정되어야 하며, 조정된 물-시멘트비 적용에 따른 기준값 조정방안도 살펴보았다. 본 연구의 결과 역시 경험의존적인 측면이 있지만, 현재 기준 보다 합리적인 그라우팅 계획의 기준을 제시를 위한 향후 세부연구의 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제12권4호
• /
• pp.299-308
• /
• 2009

이산화탄소 지중저장을 위한 pilot 시험 부지선정을 목적으로, 그 후보지 중 하나인 경상북도 의성 지역에서 2차원 및 3차원 자기지전류(MT) 탐사를 수행하였다. MT 탐사의 목적은 주입된 이산화탄소의 누출통로로 작용할 수 있는 심부 파쇄대를 사전에 탐지하고자 하는 데에 있다. 탐사지역에 분포한 전자기적 잡음원의 영향에 의해 1 Hz 이상의 자료만을 이용하여 2차원 및 3차원 역산을 수행한 결과, $N55\sim65^{\circ}W$ 방향으로 약 1.6 km 심도까지 발달한 파쇄대가 저비저항 이상으로 뚜렷이 나타났으며 이는 백악기 주향이동 단층인 가음단층과 금천단층과 연관이 있는 것으로 해석되었다. 반면 연구지역의 동쪽에는 비록 천부에 소규모 파쇄대가 존재하나 약 2 km 심도까지는 전반적으로 균질한 층을 보이는 것으로 나타났다. 향후 시험시추 및 시추공을 이용한 정밀 탐사가 이루어져야 할 것이며, 대상지의 암석인 일직층의 공극률이 평균 1.47%로 매우 낮으므로 수압파쇄를 통한 인위적인 저류 공간의 생성이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.217-225
• /
• 2003

지반보강 그라우팅은 대상지반의 공학적 특성 및 사용 목적에 따라 주입재 종류, 주입압력, 주입량 등을 적절히 선택해야 효율적이고 경제성 있는 시공이 될 수 있다. 특히, 압력 그라우팅 공법을 견고한 암반층이 아닌 일반 토사층에 적용시 압력이 높은 경우 수압파쇄에 의한 주입재 이탈 등의 문제가 발생하기 쉬우므로 현장조건에 알맞는 주입압력을 미리 설정하는 것이 필요하다. 이 연구는 느슨 내지 중밀 정도의 쇄석과 모래를 이용한 실험실 모형시험을 통하여 적정 주입압과 주입방법을 밝히기 위해 수행되었다. 최적 주입압, 주입량 그리고 주입시간을 조사하기 위해 실험과정에서 주입조건을 변화시켰다. 시험결과로부터 쇄석 및 모래지반에서 압력그라우팅의 최적 주입압은3~4kg/$cm^2$ 임을 알 수 있었다.

• 지질공학
• /
• 제17권2호
• /
• pp.299-307
• /
• 2007

한반도 남동부 지역 총 84개의 시추공에서 수행된 수압파쇄시험과 오버코어링시험 자료를 수집하여 현생 응력의 방향과 크기를 분석하였다. 한반도 남동부에 작용하는 평균 최대수평주응력 방향은 $N66^{\circ}{\pm}31^{\circ}E$로 나타났다. 주응력간의 상대적인 크기는 대부분의 지역에서 최대, 최소 수평주응력(${\sigma}_H,\;{\sigma}_h$)에 비해 연직응력(${\sigma}_v$)이 가장 작은 thrust fault stress regime을 보였다. 측압계수(K, 수평응력/연직응력) 연구지역의 북동부(삼척과 울진 포함)와 남서부(양산과 거제 포함)에서 상대적으로 높은 값(2.2

• 터널과지하공간
• /
• 제15권2호
• /
• pp.157-167
• /
• 2005

암반 내 작용하는 초기응력은 굴착되는 공동의 안정성이나 파괴 거동을 평가하는데 요구되는 주요 매개변수들 중의 하나이며 그 중요성은 암반 구조물의 시공 심도가 깊어지고 단면 규모가 커질수록 증가하게 된다. 이 논문에서는 경기육괴의 동북부에 위치한 춘천-양구 산악지역의 초기응력 분포 특성을 파악하기 위한 연구를 수행하였다. 현장 초기응력 측정은 연구지역내 9개 개별 시추공을 대상으로 심도 220m\~290m 구간의 49개소에서 시행되었다. 모든 수압파쇄 균열 조사는 초음파 주사검층을 이용하여 수행하였다. 연구 결과 조사지역 내에서 분포 암종의 차이에 따라 서로 상이한 분포 특성을 나타내는 초기응력장이 관찰되었고 특히 심도 200 m 이상의 관입 화강암체내에는 3.0에 가까운 측압계수를 가지는 높은 수준의 과잉 수평응력장이 형성되어 있는 것으로 분석되었다. 그리고 조사지역내에서 초기응력 조건에 의한 취성파괴 가능성을 평가한 결과 화강암 분포 지역내 심도 100 m이상인 영역에서는 굴착된 암반 구조물 주변에서 취성파괴의 가능성이 있는 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제23권3호
• /
• pp.169-179
• /
• 2013

치밀 또는 셰일가스층과 같은 비전통 저류층에서 물성을 구할 때 기존의 전통 가스정 시험법을 적용하면 올바른 결과값을 얻을 수 없다. 일반적으로 셰일가스 저류층에서는 지층의 저투과성으로 인해 유동 속도가 느려 방사형 유동 구간이 나타나기까지의 시간이 매우 오래 걸리며 수압파쇄 후에는 방사형 유동 구간이 전혀 나타나지 않을 수도 있다. 이로 인해 시험 비용이 많이 들 뿐만 아니라 결과값의 정확도 또한 매우 낮다. 이러한 이유로 셰일가스 저류층 물성 분석법으로 DFIT(diagnostic fracture injection test)이 새롭게 주목받고 있다. 수압파쇄 전에 수행되는 DFIT은 셰일가스의 중요성이 커져감에 따라 저류층의 물성을 얻기 위한 가장 실용적인 방법 중의 하나로 알려져 있다. DFIT 데이터를 분석하는 방법에는 여러 가지가 있으며 한 가지 방법으로는 데이터를 잘못 분석할 수 있기 때문에 다양한 방법을 통해서 종합적으로 물성을 분석하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 이러한 다양한 DFIT 분석법들에 대해 설명하고 이를 통해 3개 저류층의 DFIT 데이터에서 여러 가지 분석법들이 어떻게 적용되는지 비교, 분석하여 정확한 저류층 물성을 얻고자 하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제9권4호
• /
• pp.315-327
• /
• 1999

최근들어 발파, 수압파쇄, 암반사면 등의 암반공학적 문제에 있어서 암석파괴역학이 널리 적용되고 있다. 그러나 암석 고유의 특성으로서 파괴역학에서 가장 중요한 변수인 암석의 파괴인성 측정에 관한 방법은 아직 확립되지 못한 실정이다. 본 연구에서는 기존 파괴인성 측정법과 비교하여 많은 장점을 가지고 있는 CCNBD, SCB, CNSCB 및 BDT등과 같은 디스크 형태의 시험편을 사용하여 Mode I 파괴인성을 측정하였다. 또한 CCNBD 시험편에 STCA법을 적용하여 혼합모드 및 Mode II 파괴인성을 측정하였다. 각시험에서 시험편의 두께, 지름 및 노치길이 등과 같은 치수효과가 파괴인성에 끼치는 영향을 조사하였다. 혼합모드 시험결과로부터 여러 회귀곡선을 적용하여 파괴포락선을 구하였고 시험결과를 혼합모드에서의 세 가지 파괴기준식과 비교하였다. 각 파괴인성 시험 시에 균열전파가 시작되는 하중수준을 정확히 파악하고 균열의 변형거동을 조사하기 위해 미소파괴음 측정을 병행하였다.

• 자원환경지질
• /
• 제13권3호
• /
• pp.185-192
• /
• 1980

원유 비축시설 건설을 위한 예비조사로서 지표지질조사, 탄성파탐사 및 시추조사를 실시하고, 그 결과를 종합분석하여 본보고서를 작성하였다. 본지역의 지질은 백악기의 중성화산암류인 안산암과 이를 관입한 후기 백악기의 불국사통에 속하는 섬장암과 반화강암으로 구성되어 있으며, 절리는 불규칙적이기는 하지만 $N10^{\circ}{\sim}60^{\circ}E$, $70^{\circ}SE$ 내지 수직이 우세하다. 탄성파 탐사결과에 의하면, 본조사지역 동반부에 남북방향의 저속도대가 발달하고 있음을 확인하였으며, 지층별 추정탄성파속도를 요약하면 표토층, 200~800m/sec; 상부풍화대 500~1000 m/sec; 하부풍화대와 연암, 1000~3000 m/sec; 경암, 3000m/sec 이상이다. 시추결과에 따르면, 안산암은 매우강하고, 치밀하고, 암심회수율과 RQD는 거의 100%에 달하고 있었다. 섬장암의 분포지역은 절리가 발달해 있었고, 55~63m (DH-2 hole) 구간에 특히 발달되어 있었다. 수압시험은 double packer를 이용하여, 공저에서 부터 매 2m 간격으로 $5kg/cm^2$와 $10kg/cm^2$의 압력으로 수압시험을 실시하였으며, 누수현상이 일어나는 구간은 $5kg/cm^2$ 이하의 압력으로 실시하여 매구간별 투수계수를 구했다. DH-1 hole의 경우 자연수위는 지표하 9m였고, 38~40m 까지는 투수계수가 $3.77{\times}10^{-4}{\sim}6.44{\times}10^{-4}cm/sec$에 이르며 48~70m 구간까지는 $10kg/cm^2$의 수압하에서 전혀 누수현상이 발생하지 않았으며, 매우 견고한 암석임을 임시하고 있다. DH-2 hole 의 경우, 파쇄 및 년층작용으로 본구간의 투수계수는 $1.86{\times}10^{-4}{\sim}2.5{\times}10^{-4}cm/sec$를 나타내고 있다. 현재까지 조사된 결과로 보면, 서반부에 발달한 계곡을 따라 선장암체가 심히교란되어, 본지역을 피하여 지하비축 구조물이 설치되어야 할것으로 사료된다.

• 지질공학
• /
• 제9권3호
• /
• pp.187-206
• /
• 1999

시추공 텔리뷰어 및 BIPS의 공내 검층자료를 이용하여 파쇄매질이 나타내는 투수율텐서를 수치적으로 계산하는 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램은 검층자료의 분석을 통해 제공되는 불연속면의 방향과 두께등의 기하학적인 정보를 입력자료로 사용하며, EPM 모델에 근거한 관계식을 적용하여 투수율텐서를 구성하는 9개 성분의 상대적인 값을 계산한다. 거제시 일운면에 위치하는 연구지역 시추공을 대상으로 수리간섭 시험을 실시하여 암반의 이방성을 추정하였으며 BIPS 검층자료로부터 프로그램에 의하여 산정된 이론값과 비교, 분석하여 프로그램의 현장 적용성을 평가하였다. 수리간섭시험을 통하여 추정한 연구지역 암반의 수평적인 이방성비와 주축방향은 2.8 및 $N77^{\circ}CE$인 반면, 프로그램을 적용하여 산정한 값은 3.0 및 $N63^{\circ}CE$로 나타냈다. 두 결과가 불일치한 이유로는 수리간섭시험 해석결과의 신뢰성, EPM모델 및 3승법칙의 현장 적용성, 프로그램에서 가정한 단열의 크기-두께 관계식의 단순화 등의 문제점을 들 수 있다. 개발된 프로그램은 투수율텐서를 계산하는 초기모델로서 단열면의 거칠기, 충전물질의 충전정도 및 수리특성을 반영하는 수리인자의 적용을 통한 개선이 요구되며, 암반의 투수성이 양호하며 시추공 간의 거리가 가까운 연구지역에서 시추공간 수압시험을 실시할 때 3차원의 현장적용성 평가가 가능할 것으로 판단된다.