• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.493-496
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• 2007

본 연구에서는 국내 암석을 암종별로 총 292개 채취하였으며 열물성 측정 장비를 이용하여 이들 암석의 열물성을 측정하였다. 이와 더불어 암석의 물리적 특성을 측정하였으며 일부 시료의 경우 XRD 정량분석을 실시하였다. 이들 결과를 이용하여 암석의 열물성 특성과 열물성에 영향을 주는 인자를 파악하였다. 암석의 열물성 측정 결과 열전도도와 열확산계수는 화강암에서 가장 낮은 값을 보였으며 퇴적암, 변성암 순으로 나타났다. 또한 암종별 열물성 값의 범위를 살펴보면 변성암과 퇴적암에서 넓게 분포한다. 암석의 물성과 열물성과의 상관성 분석 결과 공극률이 증가함에 따라 열전도도와 열확산계수가 감소하나 상관성은 미약한 것으로 나타났다. XRD 분석 결과 암석의 열전도도는 석영($SiO_2$)의 함량에 따른 선형의 비례관계를 보였다. 이로써 암석의 열전도도는 암석을 이루는 광물의 종류에 의하여 영향을 받음을 알 수 있다. 차후 암석의 구성 광물입자의 배열 상태에 따른 열물성 특성과 퇴적암 및 변성암 시료에 대한 이방성 실험을 통해 편리, 층리 및 엽리 등에 따른 열물생의 이방성 정도를 분석할 예정이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.533-551
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• 2015

암석은 인공적인 재료(금속, 유리)에 비해 불균질하고 이방성을 가지고 있기 때문에 워터젯 절삭시 매우 복잡하게 파쇄되는 특성을 가진다. 워터젯 절삭시 암석특성에 따라 절삭성능이 결정되므로 물성에 대한 영향을 파악하는 것은 매우 중요하다. 워터젯 절삭효율에 영향을 미치는 물성은 선행문헌의 실험조건(수압, 연마재 투입량, 이격거리 등) 및 암종에 따라 다양하게 제시되고 있다. 본 연구에서는 워터젯 시스템을 이용한 암석절삭에 있어서 물성영향에 대해 문헌연구를 실시하고 중요 물성을 분석하였다. 선행문헌 연구를 통해 암석의 공극율, 일축압축강도, 경도가 워터젯 암석 절삭에 있어서 중요한 물성으로 도출되었다. 분석결과는 향후 워터젯 절삭 기술을 이용한 터널공사시, 암반특성에 따른 굴착효율을 예측하기 위한 기초지식을 제공할 수 있을 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제26권3호
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• pp.154-165
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• 2016

본 연구에서는 산성수 및 하중의 화학 역학적 영향이 암석 물성에 미치는 영향을 파악하기 위한 실내 실험을 실시하였다. 실험에서는 암석시료에 pH 및 하중조건을 부여한 후, 유효 공극률을 포함한 다양한 암석 물성 변화를 측정하였다. 실험결과, 일정한 하중조건에서 암석을 침수시킨 산성수의 pH가 낮을수록 물성 변화가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 산성수의 pH가 낮을수록 암석과 산성수 사이의 화학반응 속도가 증가했기 때문으로 예측된다. 또한 일정한 pH의 산성수에 침수된 암석에서 가해진 하중이 증가함에 따라 암석물성 변화가 감소하는 것으로 나타났다. 이는 균열개시응력 이하의 하중에서 발생된 압축으로 암석과 산성수 사이의 화학반응 영역이 감소했기 때문으로 여겨진다.

• 터널과지하공간
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• 제24권3호
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• pp.224-233
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• 2014

지하 하중 조건에서 암석물성이 변한다는 것은 잘 알려져 있다. 따라서 침수상태에 놓인 폐광산이나 폐공동에서의 하중에 따른 암석 물성변화와 일반적인 건조상태의 하중에 따른 물성 변화와의 관계에 대하여는 연구가 필요하다. 침수-하중 조건에서의 암석 물성 변화를 파악하기 위해 다양한 실험실 실험이 실시되었다. 암석에 가해지는 하중은 단축압축강도의 20~80%로 조절하였다. 침수 및 건조 조건에서 동일한 하중을 가할 경우 발생하는 암석의 열적, 역학적, 물리적 물성 변화를 비교함으로써 건조조건에 비해 침수조건에서의 물성변화가 더 크게 일어남을 알 수 있었다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2006년도 창립 25주년 기념 특별심포지엄
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• pp.122-134
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• 2006

현재 한국원자력연구소에서는 고준위폐기물 처분시스템의 다양한 현장 실증연구를 위해 원자력연구소내 지하처분연구시설(KAERI Underground Research Tunnel, KURT)가 건설되었다. 터널 크기 $6m{\times}6m$, 총길이 255m(진입터널 180m, 연구모듈 75m) 인 KURT는 결정질 화강암반에 위치하고 있다. KURT 에서는 개념설계, 부지조사, 시설설계, 건설 과정에서 다양한 암석 역학 관련 연구들이 수행되었다. 물리탐사, 시추공조사, 암석물성시험, 현장 물성 시험 등을 통해 KURT 의 구조적 안정성 평가에 필요한 암석 및 암반의 물성이 얻어졌으며 이들 물성은 해석 모델의 입력자료로 활용되었다. 본 연구에서는 KURT 에서 수행되었던 암석역학 관련 시험과 주요들을 소개하고 시험을 통해 얻어진 주요 결과와 이를 활용한 3차원 구조해석에 대해 논의하고자 한다.

• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.476-492
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• 2018

본 연구에서는 한반도 남부 지역에서 취득 가능한 응회암, 현무암, 섬록암 시험편에 대하여 다양한 실내 시험을 수행하였다. 건조/포화 조건으로 대별하여 실내실험을 수행했으며 이를 바탕으로 포화에 따른 암석 물성변화를 실험적으로 고찰하였다. 실험결과, 비교적 공극률이 작은 시험편을 대상으로 했음에도 불구하고 확연한 강도 저하와 변형 특성 변화가 관찰되었다. 실험결과를 바탕으로 암석의 주요 역학적 물성인 일축압축강도, 탄성계수, 간접인장강도를 예측할 수 있는 회귀모델을 구성하였다. 비파괴 물성인 P파 속도, Shore 경도를 독립변수로 이용하였으며 그 결과 만족할 만한 수준의 물성 예측 모델이 구성되었음을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.501-518
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• 2019

심부 지하환경 조건에서 측정된 암석물성의 사용은 고준위폐기물처분장의 장기 안전성 평가 측면에서 해석의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 본 연구는 지하처분연구시설(Korea atomic energy research institute Underground Research Tunnel, KURT)의 화강암(한국원자력연구원, 대전)을 대상으로 고준위폐기물 처분장에서 예상되는 복합환경 조건을 구현한 후 암석의 역학적 물성 변화를 측정하였다. 실험은 심지층 처분환경이 모사되도록 열-수리-역학적 복합 환경(Thermo-Hydro-Mechanical, THM)이 조절될 수 있는 실험장치를 제작하였다. 다양한 복합 실험조건(M, HM, TM, THM)을 구현하여 일축압축강도와 간접인장강도, 탄성계수, 포와송비 등의 암석물성을 측정한 후 그 결과를 분석하였다. 실험결과, 처분장 근계암반 예상 온도범위 내에서는 KURT 화강암의 역학적 물성이 온도의 영향 보다 포화유무에 따른 변화가 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 또한, 동일한 온도 조건에서 포화 유무에 따른 일축압축시험 결과는 최대 약 20%의 상대적인 차이를 보였으며, 간접인장시험 결과는 최대 13%의 차이가 발생하였다. 따라서 처분장의 장기거동에 따른 성능평가 및 안전성 예측을 위해서는 기존의 상온 실내시험을 통해 도출된 암석물성을 사용하기보다 심부 지하환경을 반영한 암석의 복합물성을 활용하는 것이 해석의 신뢰도 향상에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국암석학회:학술대회논문집
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• 한국암석학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.93-95
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• 2004

• 터널과지하공간
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• 제20권4호
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• pp.241-251
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• 2010

극지는 학문적인 가치뿐만 아니라 무한한 자원의 공급처로서 각광받고 있는 추세이다. 극지와 극지 암석의 암석역학적 특성을 이해하기 위하여 남극대륙의 암석을 포함하여 극지 환경 조건에서 진행된 암석의 물성 변화에 관한 연구를 살펴보았다. 남극대륙은 바람이 매우 강하고 지구상에서 가장 기온이 낮으며 건조한 지역이다. 남극 현지 암석의 심도별 온도분포를 조사한 연구에서는 지표면과 가까운 얕은 심도에서는 동결-융해 과정이 반복되는 한편, 특정 깊이 이하에서는 항상 $0^{\circ}C$ 미만의 온도 분포를 나타내는 것으로 보고 하였다. 현지 암석의 온도분포와 대기 온도를 비교해 보았을 경우 상당한 차이를 나타내었다. 남극 사면의 기후에 의한 풍화정도를 알아보기 위하여 슈미트 반발경도와 taffoni의 분포를 조사한 연구가 있다. 그리고 실내 실험을 통해 암석 시료를 동결-융해 과정을 반복하여 풍화시킨 후 쇼어경도, 일축압축강도 등을 측정한 결과 동결-융해 횟수가 증가할수록 암석의 강도가 저하됨을 보고한 사례가 있다. 향후 극지암석에 대한 보다 상세한 암석역학적 물성 시험과 풍화에 관한 실내시험결과를 현장 암석의 물성변화에 적용시키는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.125-130
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• 2008

독도의 지반의 지질구조 및 지반공학적 암반 특성 파악을 위하여 전기비저항 및 굴절법 탄성파 탐사를 실시하였다. 또한, 물리탐사자료의 해석을 위한 기초 자료로서 독도 구성 암석의 전기적/역학적 물성을 측정하였다. 서도에서의 전기비저항탐사 결과, 어민숙소에서 북서 방향으로 발달하고 있는 고각도 단층의 연장성이 확인되었으며, 단층 상반이 상대적으로 아래로 이동한 정단층임이 조사되었다. 서도에서 굴절법 탄성파 탐사 결과, 탐사 지역 하류부를 구성하고 있는 층상 라필리 응회암은 상류부의 조면안산암 II 보다 풍화 및 침식에 영향을 상당히 많이 받아 표토층을 포함한 풍화암 및 연암이 심도 10m 이상으로 깊게 발달하고 있다. 조사 지역 상류부의 풍화암 및 연암은 심도 약 7m 내외로 보다 얇게 발달하고 있으며, 심부에는 암석 강도가 상당한 수준의 보통암이 분포하고 있다. 암석 물성 측정 결과, 독도에 분포하는 암석은 풍화 및 침식에 오랜 기간 노출되어 전기비저항 또는 탄성파 속도 등의 물성 값의 범위가 매우 다양하고 넓게 나타난다. 암석의 강도는 조면암 및 조면안산암 계열의 암석이 가장 높고, 그 다음은 괴상응회 각력암, 끝으로 응회암 계열이 가장 낮은 강도를 갖는 연약한 암석으로 조사되었다.