• 터널과지하공간
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• 제12권3호
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• pp.198-209
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• 2002

To assess deep geological environment for the research and development of hish-level radioactive waste disposal, six boreholes of 3" in diameter were installed in two granitic areas. An areal extent of the rock block scale in the study sites was estimated by the lineament analysis from satellite images and shaded relief maps. The characterization of fracture system developed in rock block scale was carried out based on the acoustic televiewer logging in deep boreholes. In the Yuseong site, the granite rock mass was divided into the upper and lower zones at around -160m based on the probabilistic distribution characteristics of the geometric parameters such as orientation, fracture frequency, spacing and aperture size. Since the groundwater flow is dependent on the fracture system in a fractured rock mass, the correlation of the fracture frequency and cumulative aperture size to the hydraulic conductivity was also discussed.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.453-454
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• 2004

Hydrogeochemical and isotopic characteristics were investigated for groundwater of Tertiary basin in southeastern part of Korea where deep drilling is in progress for geothermal investigation. According to geology, aquifer was distinguished as alluvial, tertiary sedimentary bedrock (bedrock groundwater), and fractured volcanic rock (deep groundwater). Groundwater of each aquifer is distinctively separated in Eh-pH conditions and concentrations of Cl, F, B and HCO$_3$. Deep groundwater has very low level 3H and 14C whereas alluvial groundwater has those of recent precipitation level. However one of deep groundwater show mixed characteristics in terms of hydrochemistry which indicates effect of pumping. Deep groundwater have temperature of 38 to 43$^{\circ}C$ whereas bedrock and alluvial groundwater have temperature less than 2$0^{\circ}C$. Fractured basement rock aquifer has different hydrogeologicalsetting from bedrock and alluvial aquifer considering hydrogeochemical and isotopic characteristics, and temperature.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권1호
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• pp.5-14
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• 2008

The deep subseafloor rock in oil reservoirs represents a unique environment in which a high oil contamination and a very low biomass can be observed. Sampling this environment has been a challenge owing to the techniques used for drilling and coring. In this study, the facilities developed by the Brazilian oil company PETROBRAS for accessing deep subsurface oil reservoirs were used to obtain rock samples at 2,822-2,828 m below the ocean floor surface from a virgin field located in the Atlantic Ocean, Rio de Janeiro. To address the bacterial diversity of these rock samples, PCR amplicons were obtained using the DNA from four core sections and universal primers for 16S rRNA and for APS reductase (aps) genes. Clone libraries were generated from these PCR fragments and 87 clones were sequenced. The phylogenetic analyses of the 16S rDNA clone libraries showed a wide distribution of types in the domain bacteria in the four core samples, and the majority of the clones were identified as belonging to Betaproteobacteria. The sulfate-reducing bacteria community could only be amplified by PCR in one sample, and all clones were identified as belonging to Gammaproteobacteria. For the first time, the bacterial community was assessed in such a deep subsurface environment.

• 터널과지하공간
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• 제31권4호
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• pp.243-269
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• 2021

2010년대 이후 고준위 방사성폐기물 심층처분, 지하 CO₂ 저장과 시추공 조사 기반 심지층 특성화를 대상으로 한 연구 및 실용화 프로젝트의 사회적 중요성이 점차 높아지고 있다. 이와 관련하여, 대심도 암반의 수리 특성에 대한 정량적이고 신뢰성있는 정보를 얻을 수 있는 현장 시험 기술의 필요성도 크게 증가하고 있다. 수년간의 연구 개발을 통해 자체 기술력으로 설계, 제작된 핵심 장치들을 기반으로 대심도 시추공 수리특성 조사 시스템(DHTS)을 독자적으로 구축하였다. 이 시스템을 사용하여 경주시 중생대 화강암과 퇴적암 지역에 위치한 심도 1 km 급 시추공 2개소에서 고정밀도 정압 주입시험을 성공적으로 수행하였다. 현장 시험에서 미세 유량 주입/조절 모듈을 사용하여 0.01 l/min 미만의 매우 낮은 유량 측정이 가능하였다. 본 논문에서는 DHTS의 주요 특성을 소개하고 대심도 저투수성 암반 환경 하에서 수행된 고정밀도 시험 결과에 대해 간단히 논의하였다.

• 터널과지하공간
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• 제34권4호
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• pp.374-392
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• 2024

고준위방사성폐기물 심층처분 시, 부지선정을 성공적으로 진행하기 위해서는 단계별 접근법과 그에 따라 국내 지질환경에 적합한 지질환경특성 평가인자의 체계적인 선정 및 조사평가가 중요하다. 본 연구에서는 실제 처분시설이 위치할 것으로 예상되는 고심도의 암반대수층을 대상으로, 수리지질분야의 가장 핵심적인 평가인자로 고려되고 있는 수리전도도 특성을 평가하였다. 특히 국내에 분포하는 다양한 암종지역(화강암/화산암/편마암/이암)에서 각각 500 m 이하 750 m에 이르는 깊은 심도까지, 직접 시추공 내 수리시험을 수행하여 현지 압력-유량 자료를 획득하고, 검증된 해석방법을 통해 암종별/심도별 수리전도도 값을 도출한 일련의 수행 과정과 분석 결과들은 국내 최초의 종합적 고심도 수리특성 연구 시도라 할 수 있다. 이를 위해, 본 연구를 통해 자체적으로 개발된 정밀수리시험장비가 사용되었으며, 표준시험법을 바탕으로 한 상세조사절차가 현장시험에 적용되었다. 분석 결과, 화강암/화산암/편마암 지역에서 모두 평균 10^-9 m/s 범위의 수리전도도 값이 나타났으며, 이암 지역에서는 이보다 100배(2 order)정도 낮은 수준인 평균 10^-11 m/s 수리전도도 값이 도출되었다. 또한 암반절리가 다수 포함되어 있는 균열암반대수층인 화강암과 화산암 지역에서는 전체적으로 심도에 따라 투수성이 약간 감소하는 경향을 보였다. 편마암 지역은 심도보다는 지층의 암상과 그에 따른 파쇄대의 발달 여부에 따라 국부적으로 투수성 차이가 큰 경향을 나타냈다. 균열 발달이 미약한 이암 지역에서는 심도에 따른 암반 투수성의 변동이나 뚜렷한 경향성이 관찰되지 않았다. 본 연구에서 제시된 암종별/심도별 수리전도도 결과 자료들은 국내 처분부지 선정과 처분시설 설계 및 건설을 위한 기반 데이터베이스 구축에 활용될 것으로 기대된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권2호
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• pp.113-131
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• 2022

A rockburst is a common disaster in deep-tunnel excavation engineering, especially for high-geostress areas. An anomalously low friction effect is one of the most important inducements of rockbursts. To elucidate the correlation between an anomalously low friction effect and a rockburst, we establish a two-dimensional prediction model that considers the discontinuous structure of a rock mass. The degree of freedom of the rotation angle is introduced, thus the motion equations of the blocks under the influence of a transient disturbing force are acquired according to the interactions of the blocks. Based on the two-dimensional discontinuous block model of deep rock mass, a rockburst prediction model is established, and the initiation process of ultra-low friction rockburst is analyzed. In addition, the intensity of a rockburst, including the location, depth, area, and velocity of ejection fragments, can be determined quantitatively using the proposed prediction model. Then, through a specific example, the effects of geomechanical parameters such as the different principal stress ratios, the material properties, a dip of principal stress on the occurrence form and range of rockburst are analyzed. The results indicate that under dynamic disturbance, stress variation on the structural surface in a deep rock mass may directly give rise to a rockburst. The formation of rockburst is characterized by three stages: the appearance of cracks that result from the tension or compression failure of the deformation block, the transformation of strain energy of rock blocks to kinetic energy, and the ejection of some of the free blocks from the surrounding rock mass. Finally, the two-dimensional rockburst prediction model is applied to the construction drainage tunnel project of Jinping II hydropower station. Through the comparison with the field measured rockburst data and UDEC simulation results, it shows that the model in this paper is in good agreement with the actual working conditions, which verifies the accuracy of the model in this paper.

• 터널과지하공간
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• 제34권5호
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• pp.503-526
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• 2024

심부 암반 환경이 처분시설의 주요 대상으로 고려되는 고준위 방사성폐기물 처분 연구사업에서, 해당 암반 내 수리지질특성 정보들은 처분 부지의 적합성과 시설의 설계/건설 및 운영 중 안정성 분석에 이르기까지 가장 핵심적인 평가인자로 활용된다. 이 같은 수리지질특성 자료들은 대상 부지에 위치한 심부 시추공을 이용하여, 현장 원위치 수리시험 수행을 통해 획득하게 된다. 이 과정에서 조사 결과의 신뢰도와 정확도는 최적 시험방법 선택, 시험 장비 성능, 시험법 및 조사절차 표준화, 자료해석 방법 등 여러 항목들과 밀접하게 상호 연결된다. 본 논문에서는 심부 균열암반 수리특성평가 신뢰도 향상을 위해, 가장 대표적인 수리시험인 정압주입시험의 주입 및 회복 단계에서 도출된 수리전도도 특성을 비교분석하였다. 자체 개발된 고성능 현지수리특성 측정시스템과 표준시험법이 포함된 조사절차를 국내 화강암/화산암 지역 내 균열암반 대수층의 심부시추공 현장에 적용하여 현지 압력-유량 자료를 획득하였고, 다양한 비정상류 해석해들을 활용해 수리전도도를 도출하였다. 연구 분석 결과, 다른 투수성 환경 조건(저투수성/고투수성)에서 각각 단일 시험구간 내 주입과 회복 단계의 수리전도도가 서로 높은 일치성을 나타냈다. 이처럼 실제 국내 심부 균열암반의 현장자료를 활용하여 하나의 특정한 수리시험 과정에서 다른 두 단계(주입/회복)의 비교분석을 정밀하게 수행한 본 연구사례는, 본질적으로 측정 결과의 검증 및 타당성 확보가 어려운 원위치 현장시험 고유의 한계점을 보완하고, 궁극적으로 현지 수리지질특성 정보 도출의 신뢰도 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제15권6호
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• pp.411-424
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• 2005

풍화작용은 심부에서 생성된 암석이 지표에서 파괴되고 변질되어 현재의 환경조건과 평형을 이루는 산물을 형성하는 과정이다. 본 연구에서는 국내에서 가장 분포면적이 넓은 화강암질암의 풍화단계별 시료를 채취하여 편광현미경관찰, X-선 회절분석, 전자현미경관찰, 화학분석, 물성시험등을 수행하였다. 실험결과에 의거하여 풍화에 의해 형성되는 2차광물, 특히 점토광물의 형성과정을 확인하였고, 풍화에 따른 암석의 공학적인 성질변화와 물성저하의 메카니즘을 규명하였다.

• 터널과지하공간
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• 제34권5호
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• pp.599-618
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• 2024

본 연구는 마이크로파 조사가 현무암의 물성에 미치는 영향을 분석하여 달 표면 및 심부 굴착을 위한 효율적인 기술적 가능성을 탐구했다. 실험을 통해 마이크로파 조사 시간에 따른 현무암 시험편의 P파 속도, Leeb 경도, Schmidt 해머 반발 경도, 세르샤 마모 지수, 일축압축강도, 탄성계수, 온도변화를 측정하였다. 연구 결과, 마이크로파 조사는 현무암의 미세균열을 발생시키고 물리적 강도를 감소시켰다. 특히 5분간의 마이크로파 조사 후 일축압축강도와 탄성계수가 크게 감소하였으며, 조사 시간 증가에 따라 P파 속도가 현저히 감소하여 암석 내부의 구조적 약화를 확인하였다. 이는 암석 내부로 침투한 마이크로파의 열응력 유발 및 광물 간 열팽창 차이로 인한 균열 확장이 주된 원인으로 분석된다. 본 연구는 달 환경과 유사한 조건에서 마이크로파 조사의 암석 약화 효과를 확인하여, 달 표면 및 심부 굴착 작업의 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 가능성을 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권2호
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• pp.721-728
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• 2018

The surrounding rock mass contains cracks and joints which are distributed randomly around tunnels, and in the process of tunnel blasting excavation, radial cracks could also be induced in the surrounding rock mass. In order to clearly understand the impact of radial cracks on tunnel stability, tunnel model tests and finite element numerical analysis were implemented in this paper. Two kinds of materials: cement mortar and sandstone, were used to make tunnel models, which were loaded vertically and confined horizontally. The tunnel failure pattern was simulated by using RFPA2D code, and the Tresca stresses and the stress intensity factors were calculated by using ABAQUS code, which were applied to the analysis of tunnel model test results. The numerical results generally agree with the model test results, and the mode II stress intensity factors calculated by ABAQUS code can well explain the model test results. It can be seen that for tunnels with a radial crack emanating from three points on tunnel edge, i.e., the middle point between tunnel spandrel and its top with a dip angle $45^{\circ}$, the tunnel foot with a dip angle $127^{\circ}$, and the tunnel spandrel with $135^{\circ}$ with tunnel wall, the tunnel model strength is about a half of the regular tunnel model strength, and the corresponding tunnel stability decreases largely.