• 한국지구과학회지
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• 제30권4호
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• pp.427-443
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• 2009

영남육괴 남서부에 분포하는 백악기 화성암들은 태평양(Pacific)판의 섭입에 의해서 야기된 활발했던 백악기 화성활동의 산물이다. 암석학적 및 지화학적 접근을 통하여 이 지역에 분포하는 화강암류의 성인과 지구조환경을 유추하여 보았다. 연구지역의 화강암류는 칼크-알칼리(calc-alkaline)계열로, 분화에 따른 주성분원소와 미량원소의 변화 경향은 전반적으로 다른 지역의 백악기 화강암류의 분화 경향과 유사하게 나타나지만, 각 암체의 분화경향이나 화학조성을 살펴볼 때 각 암체의 마그마 근원물질은 서로 다른 것으로 사료된다. 복내지역 동교리 부근에 분포하는 화강섬록암(DGd)은 연구지역 내에 분포하는 다른 화강암류와 비교하여 $Al_2O_3$, MgO의 함량 및 분화에 따른 변화 경향이 다르게 나타나며, Ba, Sr, Pb, Ni, Cr, Y등 미량원소의 함량에서 뚜렷한 차이를 보인다. 동교리 화강섬록암(DGd)의 지화학적 특징은 높은 $Al_2O_3$, Sr 함량과 높은 Sr/Y La/Yb 비를 가지며, 낮은 Y과 Yb함량과 같은 슬랩용융(slab-melting)으로 생성된 아다카이트에서 흔히 관찰되는 지화학적 특성을 나타낸다. 주성분 및 미량원소의 함량을 살펴보면 동교리화강섬록암은 아다카이트의 판별도로 가장 널리 이용되는 Sr/Y vs. Y 관계도에서 호상열도형ADR(Island Arc Andesite, Dacite, Rhyolite)영역에 도시되는 다른 백악기 화강암류들과 명확히 구분되어 아다카이트 영역에 잘 도시된다. ANK vs. A/CNK과 지구조판별도에서 화강암류의 모마그마는 I-type의 화산호화강암의 특성을 나타내며, 태평양판의 섭입에 의한 압축장응력이 작용하는 대륙연변부에서 생성된 것으로 해석된다. 지화학적특성 및 지구조적 환경을 종합하면 동교리화강섬록암의 아다카이틱한 특성은 섭입슬랩의 용융(해령 섭입에 의한 열로 생성)에 의하여 생성된 마그마와 맨틀 페리도 타이트와의 상호작용 그리고 상승하는 동안 지각물질과의 동화작용 등 복합적인 과정을 겪었을 것으로 추정된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.19-30
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• 2021

선행 연구를 통해 우리나라 동해 울릉 분지에 천연가스 자원인 하이드레이트 부존 퇴적층의 존재가 확인되었다. 퇴적층에서 가스를 생산하기 위한 시도는 세계적으로 연구되고 있으며, 생산 메커니즘은 열-수리-역학적 현상이 동시에 발생하는 복합적인 현상이다. 하이드레이트의 생산성 및 안정성 평가는 실험실 규모로 수행되기에는 어려움이 있다. 따라서, 가스 하이드레이트의 생산성 및 퇴적층의 안정성 평가를 위해서는 전산 수치 해석이 필수적으로 수행되어야 한다. 이 연구에서는 여러 가지 가스 하이드레이트 생산 방법 중 감압법을 이용한 생산 시 목표 공저압 및 감압속도에 따른 하이드레이트 퇴적층의 안정성과 가스 생산성에 대한 영향을 전산 모사 해석을 통해 분석하였다. 연구결과 목표 공저압이 낮을수록 생산성은 향상되고 안정성은 악화되는 것을 확인하였고, 감압 속도는 가스 생산성 및 퇴적층의 안정성에 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있었다. 추가적으로 실제 시험 생산 시 발생할 수 있는 사질생산 현상에 대한 대응 전략 수립을 위해 감압 속도 조절에 따른 가스 생산성 및 퇴적층의 안정성 평가 해석을 수행하였다. 해석 결과 낮은 감압 속도에서 높은 감압 속도로 변경 시킬 경우 안정성 확보에 효과가 있음을 확인하였다. 또한, 가스 생산 시 하이드레이트 해리로 인한 퇴적층의 침하가 발생하고 시추 생산정 하부에서는 압력 구배로 인해 지반 융기가 발생하는 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 감압법을 활용한 가스 생산 시 목표 공저압 선정을 위해서는 생산성 및 안정성에 대한 고려가 동시에 수행되어야 하며, 지반 변위로 인해 생산 시추공에 발생하는 응력에 대한 고려도 필수로 수행되어야 한다는 결론을 얻었다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.491-501
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• 2022

벤토나이트는 고준위 방사성 폐기물 처분장의 완충재 및 뒷채움재의 주재료로 고려되고 있다. 처분환경에서 벤토나이트는 열-수리-역학-화학적 복합적 거동을 겪게 된다. 본 연구는 제작된 수화거동 실험용 셀을 사용하여 수화 조건에서 벤토나이트의 거동 특성을 X선 단층촬영 기술을 이용하여 평가하고자 하였다. 플라스틱재료로 만들어진 원통형 셀은 상부의 탈착식 캡을 이용하여 시료 상부에 수직응력을 가하거나 팽윤압을 측정할 수 있도록 제작하였다. 수화실험은 건조밀도 1.4 g/cm³, 함수율 20%의 조건으로 제작된 경주 벤토나이트 블록시료로 수행되었다. 샘플의 직경은 27.5 mm, 높이는 34 mm 이며, 수화 실험 중 0.207 MPa의 일정한 압력으로 물을 주입하였으며, 7일 동안 수화실험을 지속하였다. 하루 동안 수화 과정을 거치면서 벤토나이트가 팽창하여 셀 내부의 공간을 채우는 것을 확인하였다. 또한, 샘플의 X선 CT값의 히스토그램 분석을 통해 수화 과정 초기의 샘플 밀도 증가와 이후 점진적인 밀도 감소가 발생함을 평가할 수 있었다. 평균 CT 값, CT값의 표준 편차, CT값 변화량에 대한 분석을 통해 샘플의 수화 과정에 대한 자세한 정보를 확인할 수 있었다. 즉, 수화 시작 후 2일 동안 시료 하부 및 상부 영역은 밀도가 감소하고 중간 영역은 밀도가 증가하였다. 그 후 수화가 진행되면서 샘플의 각 위치에서의 밀도 변화는 초기 샘플의 밀도와 비교할 때 그 차이가 점차 감소함을 확인하였다. 샘플 내 균열의 형성과정과 이후 감소되는 현상도 X선 단층촬영에 의해 확인되었다.