• 자원환경지질
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• 제51권2호
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• pp.121-130
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• 2018

KAERI Underground Research Tunnel(이하 KURT)는 한국원자력연구원의 연구지역에 건설된 지하처분연구시설이다. 현재 KURT에서는 방사성폐기물의 심층 처분의 주요 핵심 요소인 공학적 방벽과 천연방벽에 대한 연구를 수행하고 있다. 본 연구에서는 심부영역의 부지특성평가기술을 구축하기 위해 수행된 KURT 연구지역의 부지특성조사를 종합하여, 부지 지질모델을 구축하고, 이로부터 3차원 수리지질모델을 도출하였다. 연구지역에서 수행된 지질조사와 시추공 조사 결과를 이용하여 분석한 결과, 수리지질학적 관점에서 중요한 풍화대, 상부 단열암반대, 하부 단열암반대와 심부 영역에 존재하는 결정론적 단열대를 정의하여 이들을 3차원으로 모형화 하였고, 구축된 지질모델과 현장수리시험 결과를 종합하여 지하수유동모델링 및 처분 안전성 평가에 주요한 입력 자료가 될 수리지질모델을 도출하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권1호
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• pp.80-90
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• 2017

FEM 수치해석을 위한 사면체격자 생성을 위해서는 물체의 볼륨정보를 표현할 수 있는 Boundary Representation (B-Rep) 모델이 필요하다. 공학분야에서는 파라메트릭 솔리드 모델링(Parametric Solid Modeling) 방법을 사용하여 B-Rep 모델을 정의한다. 반면 지질모델링은 메쉬 기반의 불연속(discrete) 모델링 방법을 사용하는데 이를 지질솔리드모델(Sealed Geological Model)이라 부르며 지층, 단층, 관입암, 모델 경계면과 같은 지질학적 인터페이스들을 이용해 지질도메인을 정의한다. 공학분야의 파라메트릭 모델링과 불연속 모델링 방식의 자료구조의 차이로 인해 불연속 B-Rep 모델은 공학분야에서 사용하는 다양한 오픈소스, 상용 메쉬제작 소프트웨어와 쉽게 호환되지 않는다. 이 논문에서는 공학용 메쉬 제작 소프트웨어와의 호환성을 가지도록 지질솔리드모델을 대표적인 오픈소스인 Gmsh와 상용 FEM 해석 소프트웨어인 COMSOL로 변환하는 프로그램을 제작하였다. 지질모델링 소프트웨어를 통해 제작한 복잡한 지질구조모델을 사용자 편의성을 갖춘 다수의 상용 소프트웨어서 쉽게 활용할 수 있어 지열, 암석역학 등 다양한 지구과학 시뮬레이션 연구에 도움이 될 것으로 생각된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권3호
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• pp.199-208
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• 2012

방사성폐기물처분을 위한 부지특성평가 기술 개발을 위해 지질특성조사와 수리지질특성조사가 1997년부터 지표기반 조사, 시추공 조사, 터널조사를 포함하여 수행되었다. 특히, 2006년에는 지하처분연구시설 (KURT, KAERI Underground Research Tunnel)을 건설하여 지하 환경에서 심부지질환경에 대한 연구 뿐 만 아니라 용질이동특성, 미생물특성, 공학적 방벽 시스템 연구 등 방사성폐기물처분을 위한 다양한 수행하고 있다. 본 연구는 한국원자력연구원내 건설된 지하처분연구시설 주변 지역을 연구지역으로 부지특성모델 구축의 일환으로 수행되었다. 연구지역의 지질모델구축을 위해 선형구조분석, 시추공/터널 조사, 지구물리탐사를 포함한 다양한 연구를 수행하여, 암질모델과 지질구조모델을 구축하였으며, 현장수리시험의 결과를 이용하여 암질모델과 지질구조모델을 포함한 지질모델에 입력된 요소에 대한 수리지질특성이 평가되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제7권4호
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• pp.191-205
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• 2009

고준위방사성폐기물처분을 위한 부지특성평가 기술을 구축하고, 이를 활용하여 심부지질환경을 이해하기 위해 1997년부터 지금까지 한국원자력 연구원 주변 지역을 고준위폐기물처분을 위한 연구지역으로 선정하여 다양한 지질 관련 연구를 수행해왔다. 특히, 2002년에는 고준위폐기물의 처분 대상 심도의 시추공 (지하 500 m)을 굴착하였으며, 2006년에는 지하처분연구시설 (KURT, KAERI Underground Research Tunnel)을 준공하여 연구지역에 대한 심부지질환경 규명을 위해 노력하고 있다. 현재, 지하처분연구터널의 좌측 연구용 모듈 내에 500 m 길이의 장심도 시추공 및 지하처분연구시설에서 남쪽으로 약 200 m 이격된 위치에서 1,000 m의 장심도 시추공에서 다양한 부지특성평가 연구를 수행 중에 있다. 본 연구는 고준위폐기물의 심지층 처분을 위한 요소기술인 심부영역의 부지특성평가기술을 구축하기 위해 수행되었으며, 수리지질학적인 관점에서 부지특성평가의 기본 모델이 되는 3차원 지질모델을 구축한 내용이다. 연구지역에서 수행된 지표 지질 조사와 시추공 자료를 이용하여 종합 분석한 결과, 수리지질학적 관점에서 중요한 풍화대, 상부 저경사단열대, 심부 영역에 존재하는 결정론적 단열대를 규명하여 3차원으로 모형화하였으며, 향후 본 연구를 통해 도출된 지질요소의 수리지질특성을 평가하여 고준위방사성폐기물처분 분야에 중요한 기술인 심부 영역의 수리지질환경을 이해하는데 활용될 예정이다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제9권1호
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• pp.13-21
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• 2011

한국원자력연구원의 연구지역에서 고준위방사성폐기물처분을 위한 부지특성평가 기술 구축을 위해 지질특성조사가 1997년부터 지표기반 조사, 시추공 조사를 포함하여 수행되었다. 2006년에는 지하처분연구터널 (KURT, KAERI Underground Research Tunnel)을 준공하여 연구지역에 대한 심부지질환경 규명을 위해 노력하고 있다. 본 연구는 한국원자력연구원내 건설된 지하처분연구시설 주변 지역을 연구대상 지역으로 하여 지질모델에 대한 수리지질모델의 통합 구축을 목적으로 한다. 본 연구를 위해 연구지역에서 굴착된 9개의 시추공에 대한 현장 수리시험 자료를 이용하였으며, 지질모델에서 도출한 풍화대, 상부저경사단열대, 심부 영역에 존재하는 결정론적 단열대에 대한 수라지질특성을 분석하였다. 본 연구 결과 제시된 수리지질모델은 향후 지하수 유동모델링에 이용될 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권8호
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• pp.2828-2839
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• 2022

This study developed a safety assessment tool for geological disposal systems called APro, a systemically integrated modeling system based on modularizing and coupling the processes which need to be considered in a geological disposal system. Thermal, hydraulic, chemical, canister failure, radionuclide release and transport processes were considered in the current version of APro. Each of the unit processes in APro consists of a single Default Module, and several Alternative Modules which can increase the flexibility of the model. As an initial stage of developing the modularization concept and modeling interface, the Default Modules of each unit process were described, with one Alternative Module of chemical process. The computation part of APro is mainly a MATLAB workspace controlling COMSOL and PHREEQC, which are coupled by an operator splitting scheme. The APro model domain is a stylized geological disposal system employing the Swedish disposal concept (KBS-3 type), but the repository layout can be freely adjusted. In order to show the applicability of APro to the total system performance assessment of geological disposal system, some sample simulations were conducted. From the results, it was confirmed that coupling of the thermal and hydraulic processes and coupling of the canister failure and the radionuclide release processes were well reflected in APro. In addition, the technical connectivity between COMSOL and PHREEQC was also confirmed.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권2호
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• pp.113-124
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• 2018

Under repeated loading, the residual stresses within the subgrade and subsoil can accelerate the deformation of the road structures. In this paper, a series of laboratory cyclic loading model tests and small-scale model tests were conducted to investigate the dynamic stress response within soils under different loading conditions. The experimental results showed that a dynamic stress accumulation effect occurred if the soil showed cumulative deformation: (1) the residual stress increased and accumulated with an increasing number of loading cycles, and (2) the residual stress was superimposed on the stress response of the subsequent loading cycles, inducing a greater peak stress response. There are two conditions that must be met for the dynamic stress accumulation effect to occur. A threshold state exists only if the external load exceeds the cyclic threshold stress. Then, the stress accumulation effect occurs. A higher loading frequency results in a higher rate of increase for the residual stress. In addition to the superposition of the increasing residual stress, soil densification might contribute to the increasing peak stress during cyclic loading. An increase in soil stiffness and a decrease in dissipative energy induce a greater stress transmission within the material.

• 한국지구과학회지
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• 제26권1호
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• pp.9-29
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• 2005

이 연구에서는 기존의 야외 지질 학습 사례를 분석 종합하여 통합 문제 제시 단계 -답사 개괄 단계 -현장 집중지도 단계 -탐색 단계 -1차 결론 발표 단계 -재탐색 단계 -조별 토론 단계 -정리 단계 -답사 요약 단계의 새로운 야외 지질 답사 수업 모형을 제안하였다. 그리고 이 수업 모형을 적용한 후 학생들의 반응을 질적 분석하여 야외 지질 학습을 실시하려는 지구과학 교사들을 위한 구체적인 지도 방안을 찾아보았다. 학생들은 통합 문제와 답사 개괄을 통해 지질 답사의 방향과 전체적인 주제를 미리 알고 야외 지질 답사에 참여하게 된 것을 매우 높이 평가하였다. 또한, 지질학적 지식이 부족하고, 야외 지질 답사의 경험이 적은 까닭에 현장 집중 지도 내용이 답사 활동에 많은 도움이 되었다. 그리고 관찰 내용 요약 후 그 내용을 근거로 1차 결론을 발표하는 과정을 참신하게 생각하였으며 ,조별 토론을 통해 서로 다른 의견을 나누며 최종 결론을 도출하는 과정을 긍정적으로 평가하였다. 지도 교사는 조별 모임을 통해 통합 문제 제시와 답사 개괄을 충분히 실시하여 서로 친숙한 분위기를 형성할 수 있도록 도와주어야 한다. 또한 충분한 현장 집중 지도 내용과 전달 방식을 준비하고, 사전 연구 과정에서 통합 문제를 해결하려는 관점에서 상세한 노두별 지도 지침을 마련해 두어야 한다. 그리고 결론 도출 과정을 세밀히 파악하여 추측에 의한 결론이 나오지 않게 지도해야 하며, 토론을 올바른 방향으로 이끌어 갈 수 있도록 지질 현상에 대한 학생들의 오개념을 사전에 숙지하고있어야 한다.

• 한국암석학회:학술대회논문집
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• 한국암석학회 1999년도 춘계학술대회
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• pp.43-43
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• 1999

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권2호
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• pp.145-154
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• 2022

Complex geological conditions have a great influence on the mining of coalbed methane (CBM), which affects the extraction efficiency of CBM. This investigation analyzed the complicated geological conditions in the Liujia CBM block of Fuxin. A geological model of heterogeneities CBM reservoirs was established to study the influence of strike direction of igneous rocks and fault structures on horizontal well layout. Subsequently, the dual-porosity and dual-permeability mathematical model was established, which considers the dynamic changes of porosity and permeability caused by gas adsorption, desorption, pressure change. The results show that the production curve is in good agreement with the actual by considering gas seepage in matrix pores in the model. Complicated geological structures affect the pressure expansion of horizontal wells, especially, the closer to the fault structure, the more significant the effect, the slower the pressure drop, and the smaller the desorption area. When the wellbore extends to the fault, the pressure expansion is blocked by the fault and the productivity is reduced. In the study area, the optimal distance to the fault is 70 m. When the horizontal wellbore is perpendicular to the direction of coal seam igneous rock, the productivity is higher than that of parallel igneous rock, and the horizontal well bore should be perpendicular to the cleat direction. However, the well length is limited due to the dense distribution of igneous rocks in the Liujia CBM block. Therefore, the horizontal well pumping in the study area should be arranged along the direction of igneous rock and parallel plane cleats. It is found that the larger the area surrounded by igneous rock, the more favorable the productivity. In summary, the reasonable layout of horizontal wells should make full use of the advantages of igneous rock, faults and other complex geological conditions to achieve the goal of high and stable production.