• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권2호
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• pp.53-61
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• 2002

본 연구에서는 5개의 시추공에 대한 수리시험을 실시하여 대수층의 수리학적 이방성과 지하수의 주 유동방향을 규명하고자 하였다. 수리시험을 통하여 각각의 공에 대한 최대 투수량계수(T(equation omitted))와 최소 투수량계수( $T_{ηη}$)값을 산출하고 주 텐서방향($\theta$)을 결정하였다. 그 결과 대수층의 비균질성으로 인해 투수량계수텐서값을 원형좌표계에 도시하였을 때 BH-1, BH-4, BH-5공을 제외한 BH-2, BH-3호공의 경우 다른 공에 비해서 이방성타원체에서 많이 벗어남을 보였다. BH-2, BH-3호공을 제외한 3개의 공에서 대수층의 이방성을 분석한 결과, BH-1호공에서 양수시 T(equation omitted)는 $171.90\m^2$/day $T_{ηη}$는 $71.01\m^2$/day이고 주 텐서방향은 $Nl5.39^{\circ}$E로 나타났다. BH-4호공에서 양수시 T(equation omitted)는 $268.20\m^2$/day, $T_{ηη}$는 28.75$\m^2$/day이고 주 텐서방향은 $N7.55^{\circ}$E이며, BH-5호공에서 양수시는 $168.40\m^2$/day. $T_{ηη}$는 $66.80\m^2$/day이고 주 텐서방향은 N76.59$^{\circ}$E로 나타났다. 이 결과는 균열군의 방향을 알아보기 위해 각 공에서 실시한 초음파주사검층 결과인 N0$^{\circ}$~40$^{\circ}$E/$30^{\circ}$~$50^{\circ}$SE, 그리고 $N30^{\circ}$~$80^{\circ}$W/20$^{\circ}$~$50^{\circ}$NE 방향과 잘 일치하고 있다.

• 지질공학
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• 제3권2호
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• pp.125-148
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• 1993

암반지하수유동 해석의 복잡성은 열극과 공극간의 유동관계, 응력의 영향, 열극체계의 복잡한 기하학적 분포상태에 기인한다. 열극체계의 불규칙한 발달로 인한 규모종속과 이방성 특성은 지금까지의 해석방법으로는 만족할 만한 결과를 얻을 수 없다. 분리열극망(Discrete Fracture Network) 모델은 암반 지하수가 근본적으로 분리된 열극을 통하여 유동한다는 가정하에서 출발한다. 유동경로(flow path)는 열극의 기하학적 분포 및 상호간의 연결형태에 의하여 결정되며, 열극분펴 및 수리특성은 현장조사자료의 통계학적 처리에 의한 접근방법을 시도하고 있다. 본 모델을 적용한 연구지역은 평택군 포승면 원정리 일대 $1\textrm{km}^2$지역으로서, 열극자료 분석은 등면적투영도로부터 6개의 set를 도출하였으며, 열극의 크기는 lognormal분포를 나타냈다. 6개 열극 set가 차지하는 총투수성열극확률밀도(conductive fracture intensity)는 1.52로 나타났으며, set 1의 투수성열극밀도가 0.37로 가장 높게 나타났다. 지하공동으로으 유입량 계산은 열극투수계량계수를 $10^{-8}\textrm{m}^2/s$으로 하였을 경우, 29ton/일로 산출되며, $10^{-7}\textrm{m}^2/S$로 하였을 때 약 22배가 큰 65ton/일로 계산되었다. 본 모델은 지하공동건설시 부지특성조사나 평가시에 해석도구로 사용될 수 있으며, 정량적인 자료뿐만 아니라 정상적인 자료도 해석 및 평가과정에 응용될 수 있는 반복적인 실행을 통한 Forward 모델링방법을 사용하는 장점이 있다.

• 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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• 제27권5호
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• pp.303-311
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• 2017

본 연구는 다양한 기하학적 속성을 갖는 총 72개의 DFN 블록에 대하여 DFN 유동모델과 등가의 수리상수를 사용한 연속체 모델을 각각 적용하여 두 결과 간의 상관성을 분석하였다. DFN을 연속체로 가정한 이론적 블록수리전도도와 DFN 유동모델로 산정한 블록수리전도도 사이의 상대오차(ER)가 0.2 이하인 DFN 조건에서 두 접근법 사이에 강한 선형 관계를 이루며 두 결과가 거의 일치하는 것으로 평가되었다. DFN 매질에 대한 연속체 유동해석의 현장적용 가능성을 검토하기 위하여 다양한 DFN 조건을 갖는 지중 원형공동에서의 지하수 유입에 대한 모의 수치실험이 총 48회 수행되었다. 일정한 수리간극의 DFN 매질에 대한 등가연속체 유동모델은 유효한 것으로 평가되었지만 수리간극 변화로 인하여 이방성이 증대되면 DFN 유동모델에 의한 결과에 비하여 과대평가될 가능성이 높다.

• 터널과지하공간
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• 제19권3호
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• pp.213-225
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• 2009

본 연구는 실내 화학풍화실험을 통하여 원주일대에 분포하는 화강암 및 화강편마암의 화학적 풍화특성을 평가하는데 목적이 있다. 이를 위하여 이중속실렛추출장치를 이용하여 170여일간의 용탈실험을 수행하고 연구 지역 암석의 화학적 풍화작용에 의한 원소 이동과 물성변화를 측정하였다. 풍화에 따른 구성광물의 반응정도에 따른 차별적 풍화침투와 P파속도의 전반적인 감소가 관찰되었으나, 공극률의 변화는 거의 없는 것으로 확인되었다. 화학풍화실험에 따른 화강암의 일축압축강도는 F 등급에서 20%, SW 등급에서 16% 정도 감소되는 것으로 나타났다. 연구지역에 분포한 화강편마암의 경우에는 뚜렷한 이방성에 의한 일축압축강도의 편차로 인하여 풍화에 따른 암석강도의 저감효과를 평가하기 어렵다. 연구지역에 대한 중 장기적인 풍화 예측을 위해서는 화학적 풍화와 더불어 물리적 풍화가 병행된 조건에서의 고찰 필요하며 앞으로도 심도있는 후속 연구가 요구된다.

• 터널과지하공간
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• 제9권4호
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• pp.350-363
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• 1999

주기전단하중 하의 암석 절리에 대한 역학적 거동을 규명하기 위해 정밀 주기전단시험 장치를 설계·제작하였다. 실험실에서 황등화강암과 여산대리석 인공 절리 시료로 펑면절리와 거친 절리에 대해 일련의 주기전단시험을 실시하였다. 시료에 대한 레이저 변위계를 이용한 3차원 거칠기 측정을통해 절리의 거칠기 특성을규명하였다. 주기전단시험 결과를 통해 주기전단 과정의 단계별 거동 특성과하중과제하시의 거동 차이, 전단거동의 이방성 등을고찰하였다. 거친 절리면의 역학적 거동 특성은 주로 2차 거칠기의 영향과 암석 재료의 높은 강도에 영향을 받았다. 주기전단시 거친 절리에 대한 돌출부 손상이 지수적인 거칢각 손상 법칙을 따름을 실험적으로 검증하였으며, 수직응력파 거칠기 종류, 하중 단계에 따라 돌출부들의 손상 기구가 다름을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권3호
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• pp.219-225
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• 2008

고준위폐기물처분장의 설계 및 장기 성능평가를 위한 입력자료를 확보하기 위해, 한국원자력연구원 지하처분연구시설 부지에서 실시된 경사시추에서 얻은 암석 코어를 이용하여 화강암의 열전도도를 측정하였다. 측정을 위한 시료는 다양한 지표면으로부터의 심도에서 채취되었으며, 건조 조건과 물로 포화된 조건에서 열전도도가 측정되었다. 건조 조건에서 화강암의 열전도도는 공극률이 증가함에 따라 감소하였으며, 2.1 W/mK에서 3.1 W/mK 사이의 범위에 있었다. 동일 암석 코어에서 얻은 화강암 시료에 대해 포화 조건에서 측정된 화강암의 열전도도는 건조 조건에서 특정된 값보다 큰 값을 나타내어 2.9 W/mK에서 3.6 W/mK 사이의 범위에 있었다. 조사부지 내 화강암의 열전도도에 대한 이방성의 영향은 작은 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제50권1호
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• pp.61-71
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• 2017

본 연구는 절리의 빈도 및 길이분포가 절리암반의 수리지질학적 특성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 이차원 불연속절리망 (DFN; discrete fracture network) 유체유동 해석을 바탕으로 한 수치실험을 수행하였다. 두개의 절리군을 사용하여 절리의 빈도와 길이분포를 달리하며 추계론적으로 생성한 총 51개의 DFN 시스템에 대하여 $0^{\circ}$부터 매 $30^{\circ}$ 간격으로 총 12 방향으로 구현한 총 612개의 $20m{\times}20m$ DFN 블록에서 방향에 따른 블록수리전도도가 산정되었다. 또한, 각각의 DFN 시스템에서 이론적 블록수리전도도와 더불어 주 수리전도도텐서, 평균 블록수리전도도 등이 산정되었다. 절리군의 빈도의 증가 또는 길이의 평균 및 표준편차 증가에 따라 임의 방향으로의 블록수리전도도는 증가하며 DFN 시스템에 대한 등가연속체 취급 가능성이 높아지지만, 절리군 간의 빈도 차이가 커지면 블록수리전도도의 이방성 증대로 인하여 등가연속체 취급 가능성이 낮아질 수 있는 것으로 평가되었다. 두 절리군의 교차각이 작을수록 등가연속체 특성은 빈도 및 길이분포의 변화에 상대적으로 더욱 영향을 받는 것으로 평가되었다. 등가연속체로 취급하기 어려울 정도로 두 절리군의 교차각이 작아도 절리군의 빈도 또는 길이 분포가 증가하면 등가연속체 취급 가능성은 높아진다.

• 터널과지하공간
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• 제33권3호
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• pp.150-168
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• 2023

암석의 이방성 거동은 조암광물들의 방향성 배열과 미세균열의 분포 특성이 주된 원인이다. 특히, 퇴적암과 변성암은 횡등방성 강도 및 변형 특성을 또렷이 나타내는 경우가 많다. 그러므로 암석역학적 설계과정에서는 횡등방성 암석의 변형 및 파괴 특성을 정확하게 이해하는 것이 중요하다. 횡등방성 암석의 변형은 실내시험을 통해 측정할 수 있는 5개의 독립된 탄성정수를 이용하여 기술된다. 이 연구에서는 문헌에 보고된 실험자료를 이용하여 횡등방성 암석의 겉보기 탄성정수의 방향성 변화 특성을 분석하였다. 임의 방향으로 회전된 직각좌표계에서 겉보기 탄성정수 값을 효율적이고 체계적으로 계산하기 위해 Mehrabadi & Cowin의 구성방정식을 도입하였다. 문헌에 보고된 4개 횡등방성 암석을 선택하여 연약면의 방향 변화가 겉보기 탄성계수, 겉보기 전단 탄성계수, 겉보기 포아송비의 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 새로운 탄성정수 제약 조건식을 제안하였다. 제안한 제약 조건식을 만족하면 횡등방성 암석에서 겉보기 탄성정수의 방향성 변화는 직관적으로 예측되는 경향과 일치하게 된다.

• 터널과지하공간
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• 제25권1호
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• pp.56-67
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• 2015

본 논문에서는 횡등방성 매질에 적용 가능한 음원추적기법을 제안하고 이를 실험적으로 검증하였다. 분할근사법을 바탕으로 매질의 속도 이방성을 고려하였으며 이 방법은 단순한 계산을 통하여 음원추적을 가능하게 한다. AE 측정 결과로부터 P파 도달시간을 결정할 때 Two-step AIC 알고리즘을 적용하였고 이 실험결과와 분할된 요소를 비교하여 최소 오차 요소를 음원의 위치로 결정하였다. 개발된 알고리즘의 적용성을 검증하기 위하여 시멘트 모르타르를 이용한 인공 횡등방성 시험편을 제작하고 연필심 압절을 음원으로 하는 일련의 시험을 수행하였다. 연필심 압절 위치와 음원추적 결과 간의 거리를 절대오차로 정의할 때, 1.60 mm ~ 14.46 mm의 오차범위와 8.57 mm의 평균오차가 측정되었고 이는 시험편과 AE 센서의 크기를 고려할 때 수용할 만한 수준인 것으로 판단되었다. 또한, 서로 다른 검출한계 수준에 따른 음원추적 결과를 비교했을 때 비슷한 수준의 오차가 측정되어 본 기법은 실험 시 배경잡음의 영향을 적게 받는 것으로 판단된다. 측정된 절대오차를 각 축방향 오차로 분해하여 AE 센서 부착위치의 영향을 파악할 수 있었으며 센서의 최적 위치를 결정하면 더 정밀한 음원추적 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.