• 제목/요약/키워드: Near-field rock mass

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발파공 주변의 인접거리 진동계측 사례연구 (A example study on monitoring near field vibration in the rock mass adjacent blast hole)

  • 이효;원연호;김진수;주영옥
    • 대한화약발파공학회:학술대회논문집
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    • 대한화약발파공학회 2006년도 추계학술발표회 논문집
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    • pp.153-166
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    • 2006
  • 종래의 발파진동의 분석은 주로 대상 지장물에 대한 피해한계를 정립시키고자 하는 관점에서 발파공에서 비교적 원거리의 진동특성을 이해하기 위해 수행되어져 왔으나, 최근의 추이는 발파공 주변 암반의 손상의 정도를 평가하고자 하는 관점에서 그 분석영역의 범위가 근거리 진동특성 연구분야로 확대되고 있는 실정이다. 특히, 터널 발파작업시 여굴의 발생, 암반사면의 안정성 검토 등의 목적으로 암반의 손상영역을 평가하는데 있어서, 기초자료로 활용하고자 많은 연구가 이루어지고 있다. 암반손상의 평가를 위한 손상권 예측방법에는 여러 가지가 있으나, 그 중에서 대부분이 발파진동속도에 근거하고 있으며, 평가를 위한 진동의 예측은 기존에는 원거리 진동특성을 이용하여 근거리 진동을 예측하는 방법으로 그 손상의 정도를 평가하였으나, 최근의 추세는 계측기의 발달로 수m 이내의 진동특성의 계측이 가능하게 되었다. 이와 관련하여 국외에서는 수차례의 실험결과가 여러 문헌에서 보고되고 있으나, 실험장비의 선택 및 측정방법의 어려움 등의 연유로 국내에서는 아직까지 실시되지 못하고 있는 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 실제 발파공 근접진동(near field vibration) 계측을 실시하고 그 결과를 분석하여 추후 지속적인 근거리 진동측정 방법 및 평가방법에 대한 기초자료를 제공하고자 하였으며, 무엇보다도 어떻게 계측할 것인가 하는 계측방법 및 그 계측결과의 분석방법에 대해 문제점 파악 및 향후 보완점에 대해 비중을 두어 수행하였다.

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표면파에 대한 웨이블렛 변환을 이용한 모형 암반의 위상속도 예측 (Evaluation of phase velocity in model rock mass using wavelet transform of surface wave)

  • 이종섭;엄현석;김동현;이인모
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.69-79
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    • 2008
  • 터널 막장 전방의 암반 물성 변화의 예측은 터널 시공 시 붕괴를 막을 수 있는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 표면파에 대한 웨이블렛 변환을 이용한 모형 암반의 위상속도를 예측하는 비파괴 시험법을 제안함으로써 터널 막장 전방의 암반 물성 변화를 예측하고자 한다. 실내 실험에서는 암반을 모사하기 위하여 강도가 각각 틀린 두 층으로 이루어진 석고 모형을 사용하였다. 가진윈은 진동 발생 가능한 주파수 대역이 150 Hz에서 5 kHz인 액츄에이터를 사용하였으며, 감지기는 두 개의 가속도계가 사용되었다. 분산곡선을 계산하기 위하여 웨이블렛 변환 해석을 수행하였다. 실내 실험 결과, 근접장 효과를 없애기 위한 최소 감지기 간격이 탐측 가능 깊이의 3배 이상으로 나타났다. 정규 분포 곡선에 기초한 가중치를 이용한 간단한 역산을 제안하였고, 파장 반영계수가 0.2일 때 예측치와 실측치가 잘 일치하였다. 표면파의 전파 깊이는 파장의 $0.42{\sim}0.63$배로 나타났으며, 분산곡선에서 파장에 따라 위상속도가 변하는 구간이 역산을 통해 계산된 구간과 잘 일치하였다. 표면파에 대한 웨이블렛 변환을 이용한 위상속도의 예측은 기존의 표면파 시험법에 비해 실험 구성 및 실험 방법, 역산과정이 간단하므로 터널 막장 전방의 암반 물성 변화를 예측하는데 효율적인 적용이 가능할 것으로 판단된다.

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Change of Fractured Rock Permeability due to Thermo-Mechanical Loading of a Deep Geological Repository for Nuclear Waste - a Study on a Candidate Site in Forsmark, Sweden

  • Min, Ki-Bok;Stephansson, Ove
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2009년도 학술논문요약집
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    • pp.187-187
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    • 2009
  • Opening of fractures induced by shear dilation or normal deformation can be a significant source of fracture permeability change in fractured rock, which is important for the performance assessment of geological repositories for spent nuclear fuel. As the repository generates heat and later cools the fluid-carrying ability of the rocks becomes a dynamic variable during the lifespan of the repository. Heating causes expansion of the rock close to the repository and, at the same time, contraction close to the surface. During the cooling phase of the repository, the opposite takes place. Heating and cooling together with the, virgin stress can induce shear dilation of fractures and deformation zones and change the flow field around the repository. The objectives of this work are to examine the contribution of thermal stress to the shear slip of fracture in mid- and far-field around a KBS-3 type of repository and to investigate the effect of evolution of stress on the rock mass permeability. In the first part of this study, zones of fracture shear slip were examined by conducting a three-dimensional, thermo-mechanical analysis of a spent fuel repository model in the size of 2 km $\times$ 2 km $\times$ 800 m. Stress evolutions of importance for fracture shear slip are: (1) comparatively high horizontal compressive thermal stress at the repository level, (2) generation of vertical tensile thermal stress right above the repository, (3) horizontal tensile stress near the surface, which can induce tensile failure, and generation of shear stresses at the comers of the repository. In the second part of the study, fracture data from Forsmark, Sweden is used to establish fracture network models (DFN). Stress paths obtained from the thermo-mechanical analysis were used as boundary conditions in DFN-DEM (Discrete Element Method) analysis of six DFN models at the repository level. Increases of permeability up to a factor of four were observed during thermal loading history and shear dilation of fractures was not recovered after cooling of the repository. An understanding of the stress path and potential areas of slip induced shear dilation and related permeability changes during the lifetime of a repository for spent nuclear fuel is of utmost importance for analysing long-term safety. The result of this study will assist in identifying critical areas around a repository where fracture shear slip is likely to develop. The presentation also includes a brief introduction to the ongoing site investigation on two candidate sites for geological repository in Sweden.

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태백산지역(太白山地域) 장성도복내(長省圖福內) 풍곡(豊谷)에 분포(分布)되어 있는 유문암질암(流紋岩質岩)의 K-Ar 전암연령(全岩年齡) (K-Ar whole Rock Ages of the Rhyolitic Rocks at Punggog in the Jangseong Sheet, Taebaegsan Area)

  • 진명식;김상엽;서효준;김성재
    • 자원환경지질
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    • 제22권1호
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    • pp.17-20
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    • 1989
  • 태백산(太白山) 광산대내(鎭山帶內) 장성도복(長省圖福)의 풍곡일대(豊谷一帶)에서 채취(採取)한 두 개(個)의 유문암질(流紋岩類)를 K-Ar 전암법(全岩法)으로 연령측정(年齡測定)하였다. 그 중(中), 유문암(流紋岩)은 $62.69{\pm}1.15Ma$, 유문암질응회암(流紋岩質凝灰岩)은 $51.67{\pm}6.64Ma$로 확인(確認)되었다. 일반적(一般的)으로 화산암(火山岩)의 K-Ar 전암연령(全岩年齡)은, 지질학적(地質學的)으로 이차적(二次的)영향을 받지 않았다면, 화산암(火山岩)의 형성연령(形成年齡)을 제시(提示)하나, 여기서 연령측정(年齡測定)한 두개의 유문암질암(流紋岩質岩)은 약간 열수변질(熱水變質)받았고, 유문암질암응회암(流紋岩質凝灰岩)이 유문암(流紋岩)의 연령(年齡)보다 약간 젊은 것으로 나타났다. 이들 암석(岩石)의 야외산출상태(野外産出狀態)는 정합적(整合的)인 고(故)로, 적어도 이들 두 유문암질암(流紋岩質岩)은 약(約) 60Ma보다 그 이전(以前)에 취출(嘴出)된 것으로 판단(判斷)된다.

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월악산화강암(月岳山花崗岩)의 접촉변성(接觸變成)에 관(關)하여 (Study on The Contact Metamorphism of Weolagsan Granite)

  • 이대성;강준남
    • 자원환경지질
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    • 제11권4호
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    • pp.169-182
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    • 1978
  • The Weolagsan area consists of four units; (1) Low grade meta-sediments of the upper members of Ogcheon age unknown group such as Changri (mainly black slate and phyllitic rock), Majeonri (mainly alternation of slate, limestone and chert) and Hwanggangri Formation (pebble bearing phyllitic sediments); (2) Samtaesan Formation of Chosun System of Ordovician; (3) So called meta-volcanics and (4) Weolagsan Granite and its associations which intruded above mentioned meta-sediments and meta-volcanics. This study was focused to know the Woelagsan granite and its metasomatic effects to the country rocks petrographically and petrochemically. According to the field survey, microscopic work and some chemical analysis, the granite is a "normal granite" based on the Streckeisen's classification and belongs to a mass of the Central-zone younger group in Ogcheon geosynclinal belt. The granite metasomatized the country rocks along its northern contact zone. Zone of calcareous and cherty rocks (Majeonri formation) was silicified partly and skarned locally at the contact with the granite. The chemical analysis of the zone show no difinite variations in contents of $SiO_2$ and CaO with the distance from the granite. It seems to be indicated that the silicification of this part was not so metasomatized by the granite body, but thermally affected as much as to be partially remelted in the specific parts of the formations. Meta-volcanic rock zone was slightly chloritized near contact with the granite. Limestone of Samtaesan Formation was silicified and skarned along the contact zone by the granite body. The chemical analysis of the zone show some noticiable changes in compositions of $SiO_2$ and CaO with distance from the granite boundary. It can be imagined that the silicification of this zone was metasomatically originated by Woelagsan Granite. According to chemical analysis on several trace elements, the ratio of Zn/Cr and Ni/Cr are relatively higher than that of Cu/Cr in the above mentioned silicified zones. Generally the variation of these metal elements in the zones tend to be regular with distance from the granite body.

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풍촌층 상부 층준의 고품위 석회석 동정을 위한 SWIR 적용 (SWIR Application for the Identification of High-Grade Limestones from the Upper Pungchon Formation)

  • 김용휘;김규보;최선규;김창성
    • 자원환경지질
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    • 제49권5호
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    • pp.335-347
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    • 2016
  • 정선 지역 고품위 석회석 광산인 강원, 충무 및 백운 광산을 대상으로 풍촌층 상부 층준의 대표적 탄산염암을 구분하고 각 유형의 전암 분석 및 VNIR-SWIR(visible near infrared-short wavelength infrared) 분광분석을 실시하여, 현장에서 고품위 석회석의 CaO 함량, 이질 불순물 및 백색도를 평가할 수 있는 분석법을 제시하였다. 동일 시료에서 분말 시료의 분광 반사도는 절단 시편에 비하여 매우 높은 분광 반사도를 보였고, 탄산염암의 분말 시료는 백색도와 분광 반사도가 0.99의 매우 높은 상관관계를 보이고 있다. 전암 분석에서 확인된 충무광산의 방해석과 백운석 분말 시료를 75:25, 50:50, 25:75 질량비로 혼합하여 각각 스펙트럼의 변화를 확인하고, 탄산염암의 CaO 함량과 흡수파장을 비교한 결과 0.98~0.99로 매우 높은 상관도를 보이고 있다. 탄산염암의 흡수파장과 화학조성은 2340 nm(55.86 wt.%)에서 2320 nm(29.71 wt.%)로 이는 $CO{_3}^{-2}$ 성분과 결합하고 있는 Ca 함량과 이를 치환하는 Mg 성분 함량의 차이에 따라 흡수 위치가 변화되는 것을 의미하며, 현장에서 분광분석을 통한 탄산염광물의 CaO 함량을 정량적으로 적용할 수 있다.

압축 벤토나이트 완충재의 열팽창계수 추정 (A Prediction of Thermal Expansion Coefficient for Compacted Bentonite Buffer Materials)

  • 윤석;김건영;백민훈
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.339-346
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    • 2018
  • 고준위폐기물을 처분하기 위한 심층처분시스템의 구성 요소로는 처분용기, 완충재, 뒷채움 및 근계 암반이 있다. 이 중 완충재는 심층 처분시스템에 있어 필수적인 요소이다. 처분용기에서 발생하는 고온의 열량은 완충재로 전파되기에 완충재의 열적 특성은 처분시스템의 안정성 평가에 상당히 중요하다고 할 수 있다. 특히, 고온의 열량은 완충재의 열적 팽창을 야기하여 근계 암반에 열응력을 야기할 수 있기에 완충재의 열팽창 특성 규명은 반드시 필요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 경주산 압축 벤토나이트 완충재(KJ-II)에 대한 열팽창 거동 특성을 실내 실험을 통해 분석하고 선형 열팽창계수에 대한 추정 모델을 제시하고자 하였다. 압축 벤토나이트 완충재의 선형 열팽창계수는 딜라토미터 장비를 이용하여 승온속도, 건조밀도, 온도 범위에 따라 측정되었으며 선형 열팽창계수 값은 대략 $4.0{\sim}6.0{\times}10^{-6}/^{\circ}C$ 로 측정되었다. 또한 실험 데이터를 토대로 비선형 회귀분석 방법을 이용하여 건조밀도에 따른 경주 압축 벤토나이트 완충재의 선형 열팽창계수를 추정할 수 있는 모델을 제시하였다.

Site Characteristics and Carbon Dynamics of the Gwangneung Deciduous Natural Forest in Korea

  • Lim, Jong-Hwan;Shin, Joon-Hwan;Kim, Choonsig;Oh, Jeong-Soo
    • 한국제4기학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.163-163
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    • 2003
  • The study area, Kwangneung Experiment Forest (KEF) is located on the west-central portion of Korean peninsula and belongs to a cool-temperate broadleaved forest zone. At the old-growth deciduous forest near Soribong-peak (533.1m) in KEF, we have established a permanent plot and a flux tower, and the site was registered as a KLTER site and also a KoFlux site. In this study, we aimed to present basic ecological characteristics and synthetic data of carbon budgets and flows, and some monitoring data which are essential for providing important parameters and validation data for the forest dynamics models or biogeochemical dynamics models to predict or interpolate spatially the changes in forest ecosystem structure and function. We made a stemmap of trees in 1 ha plot and analyzed forest stand structure and physical and chemical soil characteristics, and estimated carbon budgets by forest components (tree biomass, soils, litter and so on). Dominant tree species were Quercus serrata and Carpinus laxiflora, and accompanied by Q. aliena, Carpinus cordata, and so on. As a result of a field survey of the plot, density of the trees larger than 2cm in DBH was 1,473 trees per ha, total biomass 261.2 tons/ha, and basal area 28.0 m2/ha. Parent rock type is granite gneiss. Soil type is brown forest soil (alfisols in USDA system), and the depth is from 38 to 66cm. Soil texture is loam or sandy loam, and its pH was from 4.2 to 5.0 in the surface layer, and from 4.8 to 5.2 in the subsurface layer. Seasonal changes in LAI were measured by hemispherical photography at the l.2m height, and the maximum was 3.65. And the spatial distributions of volumetric soil moisture contents and LAIs of the plot were measured. Litterfall was collected in circular littertraps (collecting area: 0.25m2) and mass loss rates and nutrient release patterns in decomposing litter were estimated using the litterbag technique employing 30cm30cm nylon bags with l.5mm mesh size. Total annual litterfall was 5,627 kg/ha/year and leaf litter accounted for 61% of the litterfall. The leaf litter quantity was highest in Quercus serrata, followed by Carpinus laxiflora and C. cordata, etc. Mass loss from decomposing leaf litter was more rapid in C. laxiflora and C. cordata than in Q. serrata litter. About 77% of C. laxiflora and 84% of C. cordata litter disappeared, while about 48% in Q. serrata litter lost over two years. The carbon pool in living tree biomass including below ground biomass was 136 tons C/ha, and 5.6 tons C/ha is stored in the litter layer, and about 92.0 tons C/ha in the soil to the 30cm in depth. Totally more than about 233.6 tons C/ha was stored in DK site. And then we have drawn a schematic diagram of carbon budgets and flows in each compartment of the KEF site.

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온도 변화를 고려한 압축 벤토나이트 완충재의 수분흡입력 평가 (Evaluation of Water Suction for the Compacted Bentonite Buffer Considering Temperature Variation)

  • 윤석;고규현;이재완;김건영
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제35권11호
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    • pp.7-14
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    • 2019
  • 압축 벤토나이트는 고준위폐기물을 처분하기 위한 공학적방벽 시스템에서 중요한 구성요소 중 하나인 완충재의 후보물질로 가장 적합한 것으로 고려되고 있다. 완충재는 처분공 내 사용후핵연료가 담긴 처분용기와 근계 암반 사이에 채워지는 방벽재로서 지하수 유입으로부터 처분용기를 보호하고, 방사성 핵종 유출을 저지한다. 처분 초기에는 처분용기로부터 발생하는 고온의 열량으로 인해 완충재의 포화도는 감소하지만, 그 후 주변 암반으로부터 유입되는 지하수로 인해 완충재의 포화도는 증가한다. 이렇듯 완충재는 처분 운영 조건에 따라 불포화에서 포화 상태로 도달하게 되기에 완충재의 불포화-포화 거동 특성은 공학적방벽의 전체 안전성을 좌우할 수 있는 중요한 입력자료이다. 따라서 본 연구에서는 국내 압축 벤토나이트 완충재에 대한 수분보유특성을 규명하고자 하였다. 처분 초기 온도 증가에 따라 완충재의 포화도가 감소하는 상황을 고려하여 상온에서부터 125도까지 압축 벤토나이트의 온도 증가에 따른 체적 함수비와 수분흡입력을 측정하였다. 또한 이를 상온에서 동일한 함수비에서의 수분보유능과 비교하였으며 상온에서의 수분흡입력은 1~15% 정도 크게 측정되었다.