• 터널과지하공간
• /
• 제22권4호
• /
• pp.266-275
• /
• 2012

$CO_2$ 저장에 따른 암반 물성의 변화 분석은 지중저장소 정밀 모니터링을 위해 필수적인 요소로서 이에 대한 다양한 각도의 시험 수행과 모델링이 요구된다. 하지만 국내의 경우는 대부분 모델링 연구에 집중되고 있으며, 수치모델에서 필요로 하는 입력자료 대부분이 문헌에 기반을 둔 가정치를 사용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 실험실 규모의 $CO_2$ 주입 환경을 모사하는 기술을 고안하고, 초임계 $CO_2$와 반응하는 저류층 암반의 거동 분석을 위해 암석 시료를 이용한 역학적 물성 변화 위주의 실험실 시험을 실시하였다. 시험 대상은 저류층 내에서 덮개암 및 저장층 역할을 하는 셰일 및 사암으로 하였으며, 층간 결합력이 약해 팽창성이 높은 것으로 보고된 셰일에 대해서는 추가적으로 초임계 $CO_2$에 의한 팽창성을 검토 하고자 하였다. 반응 전 후의 변형 거동과 물성변화 관찰을 위해 파괴 및 비파괴 분석 시험을 실시하였다. 단축압축시험 결과 분석을 위해 균열닫힘, 균열개시, 불안정한 균열 성장 구간을 찾아서 검토하였으며, 선형탄성 구간에서의 탄성계수 및 포아송비를 비교 분석하였다. 그리고 비파괴 시험 중 탄성파 속도 측정 시험을 통하여 초임계 $CO_2$에 의한 암석 내부물성변화를 추정하였다. 실험결과, 초임계 $CO_2$ 및 염수, 물 등 반응 조건이 변화함에 따라 암석의 변형거동 양상은 크게 달랐으며 물성 변화도 관측되었다. 덮개암 역할을 하는 셰일의 경우 사암에 비해 반응조건에 따라 물성이 민감하게 변화하였는데 셰일의 이와 같은 특성은 저류층의 안정성에 영향을 미칠 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 앞으로 추가 실험을 통해 저류층의 지중저장 능력 및 안정성에 영향을 미치는 주요변수들의 상호관계를 규명하는데 기초적인 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 터널과지하공간
• /
• 제26권2호
• /
• pp.110-119
• /
• 2016

전남 해남에 위치한 ${\bigcirc}{\bigcirc}$광산의 광물찌꺼기를 이용하여 그라우트 재료로서의 활용 가능성을 평가하였다. 광물찌꺼기의 광물학적 특성을 살펴보기 위하여 XRD 분석을 실시하였다. 또한 광물찌꺼기와 시멘트를 3가지 비율로 혼합한 그라우트 재료의 물리적 및 역학적 특성을 살펴보기 위하여 양생기간에 따른 흐름도, 탄성파속도, 일축압축강도 시험을 각각 실시하였다. XRD 분석 결과에 의하면 본 광산의 광물찌꺼기는 대부분 석영, 방연석, 황철석 등의 광물들로 구성된 것으로 나타났다. 흐름시험 결과는 광물찌꺼기의 혼합비율이 높아질수록 흐름도가 감소하는 경향을 보였다. 탄성파속도는 흐름도와 마찬가지로 양생기간에 관계없이 광물찌꺼기의 혼합비율이 높아질수록 낮아지는 경향을 보였다. 일축압축강도 및 탄성계수 또한 양생기간에 관계없이 광물찌꺼기 혼합비율이 증가할수록 작아지는 경향을 보였다. 광물찌꺼기를 혼합한 그라우트 주입재의 물리적 및 역학적 특성만을 고려할 때 이들 결괏값은 그라우트 재료로서 충분히 활용 가능성을 가지고 있다고 판단된다. 하지만 광물찌꺼기내에 방연석과 황철석 등 금속광물이 포함되어 있어 지반 내 주입 시 환경오염을 일으킬 수 있으므로 향후 이에 대한 대책방안이 고려되어야 할 것으로 사료된다.

• 지질공학
• /
• 제4권3호
• /
• pp.269-281
• /
• 1994

경상북도 경주군 추령터널 축조공사장 암석의 물성과 풍화특성을 밝히기 위한 연구가 수행되었다. 암석의 종류, 구성성분 및 조직의 특성을 알기 위하여 현미경 관찰 및 X선 회절분석을 실시 하였으며, 또한 현장탄성파속도 측정, 시험편에 대한 실험실내에서의 탄성파 전파속도 및 일축압축강도 시험을 실시하였다. 연구지역의 암석은 화산쇄설암인 응회암으로서, 점토광물을 바탕으로 하여 석영, 장석 등의 결정들과 화산암편, 셰일편 등의 암편들로 구성되어 있다. 풍호를 받지 않은 응회암은 평균 압축강도가 약 $443kg/\textrm{cm}^2$, 평균 탄성파속도가 약 3680m/sec인 연암이며, 자갈모양으로 박혀 있는 안산암은 평균 압축강도가 약 $2500kg/\textrm{cm}^2$, 평균 탄성파속도가 약 4340m/sec인 경암으로 판명되었다. 실험실 시편과 현지의 암반에 대한 탄성파 전파속도는 압축강도와 비교적 높은 상관성을 보이면서 비례하는 양상을 보인다. 한편, 실험실 시편에서의 탄성파 속도는 현지 암반보다 약 1.5km/sec 높은 현상을 보이는데, 이는 현지암반에서의 절리, 파쇄대 및 수분으 존재 등에 의하여 탄성파 전파속도가 저하된 현상으로 해석된다. 응회암은 바탄물질과 셰일편에 50% 이상의 점토광물을 함유하고 있어 자연환경에 노출시 쉽게 수분을 흡수하는 특성을 갖는다. 따라서 연구지역의 암석은 풍화되기 전에는 보통암 이상의 강도를 보이나 대기중에 노출되면 다른 암석에 비하여 쉽게 풍화를 받는 특성을 갖는다.

• 지질공학
• /
• 제17권3호
• /
• pp.359-365
• /
• 2007

암석의 동결과 융해 작용의 반복적인 과정은 암반의 기계적인 풍화작용의 중요한 인자 중에 하나이다. 이러한 자연 상태의 과정은 암반 물질의 파쇄에 의해서 풍화를 가속시키고 암반 사면의 표층부에 토양이나 풍화암을 생산한다. 또한 사면의 전단강도 감소를 일으키므로 사면 안정성 분석을 위하여 동결-융해에 의해 유발되는 열화 심도를 계산하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 동결-융해에 의한 암반 사면의 열화 심도를 1차원 열전도방정식을 이용하여 계산하였다. 국내 주요 도시의 지난 5년간 기온 자료를 수집하여 기온 분포를 분석하였다. 기온 분포 분석은 국내 암종 분포를 고려하여 수행되었다. 아울러 연구 대상 지역에 분포하는 암석의 열전도율, 비열, 밀도 등에 대한 실내 시험을 수행하였다. 이들 암석의 열적 특성은 열화심도 계산을 위한 입력 인자로서 활용되었다. 본 논문은 암석의 열적 특성의 차이를 의미하는 암종, 외부 기온 등의 영향 인자들과 열화심도 간의 상관관계에 대하여 검토하였다. 최종적으로 계산에 의한 국내 주요 도시의 암반 사면 열화심도 추정 값을 소개하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.59-67
• /
• 2003

본 연구에서는 지하수 유동 특성 해석의 신뢰도 증진을 위해서 우리나라 심부결정질 암석의 접촉 면적과 간극의 변화양상, 구속압과 온도에 따라 유체투과율의 변화 양상을 살펴보고자 하였다. 또한 역학적 물성과 열적 물성을 측정하여 모델링의 입력자료에 대한 신빙성을 높일 수 있도록 하였다. 실험 결과 초기 평균 간극은 544.33$\mu\textrm{m}$∼898.62$\mu\textrm{m}$ 범위를 보였으며 분포특성은 로그-정규분포 형태를 보였다. 구속압 변화에 따라 유체투과율은 감소하는 경향이 나타나고 온도 증가에 따라 유체투과율이 감소하는 경향을 보였으며 접촉 면적이 커지면 유체투과율 변화 폭이 작아짐을 이론과 실험을 통해 규명하였다. 암석의 역학적, 열적 물성을 측정한 결과 기존에 측정된 우리나라 화강암의 물성치와 근사한 값을 가지는 것으로 나타났다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
• /
• 한국농공학회 1999년도 Proceedings of the 1999 Annual Conference The Korean Society of Agricutural Engineers
• /
• pp.265-270
• /
• 1999

At this study, we investigated the chemical component and the mineral granular composition of sedimentary rock and others where were distributed in Taegu area and compared correlations with each data through the various physicla and mechanical characteristic test. As the result, d and E, they are kinds of granite, which contain much albite than others were proved to be strong by mechanical tests and the correlation moduli were proved to be more than 0.8 except P wave velocity-Poisson's ration relation when examined Elastic moduluous -Poisson's ration, P, wave velocity-Uniaxial compression strength, Elastic modulous -Uniaxial compression strength and Uniaxial compression strength-Poisson's ration correlation function graph.

• 지질공학
• /
• 제19권4호
• /
• pp.483-492
• /
• 2009

터널 및 지하구조물 시공 중 굴착 대상 지반에 대한 정확한 정보 획득은 작업의 효율성과 안전성을 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 굴착 중 굴진 대상 암반의 지질 구조를 신속하고 정확하게 감지하기 위하여 천공탐사 기법을 이용하였다. 유압 착암기 천공 시 발생하는 천공속도, 회전압, 피드압 등의 기계량을 측정하여 분석하였으며, 이를 통해 암석과 지질 구조적 특성에 의해 변화되는 암반 특성을 평가 하였다. 터널 시공현장에서 굴착 중 획득된 천공데이터 분석에 의해 평가된 암반 정보는 굴착 전 수행된 선진수평시추 및 TSP 탐사 결과와 비교하여 신뢰성을 검토하였으며, 그 결과 천공 데이터의 변화가 암반 특성 및 불연속면 예측을 위해 효율적으로 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제25권4호
• /
• pp.332-340
• /
• 2015

광산지역에서 발생하는 지반침하는 인명과 지표시설물에 막대한 피해를 초래할 우려가 있으므로 지반침하 발생지역에 대한 일련의 현장조사와 지반안정성 분석은 체계적으로 수행되어야 한다. 본 연구에서는 충청북도 청원군에 위치한 석회석 광산의 일부 지점에서 발생한 지반침하의 원인을 규명하기 위하여 현장조사와 지반안정성 분석을 수행하였다. 이를 위하여 조사지역 암반의 공학적 특성을 조사하고, 전기비저항 탐사를 통해 지표 부근 연약대의 분포양상을 파악하였으며, 이 결과들을 토대로 침하원인 규명을 위한 전산해석을 수행하였다. 해석결과, 본 광산지역에서 발생된 지반침하는 석회암층에서 발달된 용식공동에 의한 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제22권1호
• /
• pp.43-53
• /
• 2012

개착면의 방향성과 규모가 점진적으로 변화되는 개착사면의 안정성을 지반의 암석학적, 구조적 및 역학적 특성을 종합적으로 고려한 횡단면 분석기법을 활용하여 분석하였다. 시추작업을 수행하여 획득한 코어시료를 관찰하여 사면지반의 암석학적 취약성을 조사하였으며, 시추공 내 BIPS 영상을 획득하여 사면 내부의 구조적 특성을 규명하였다. 시추코어 및 코어절리시료를 이용한 암석실험을 통해 사면 지반의 공학적 특성을 분석하였다. 평사투영해석을 수행하여 잠재적인 사면거동 양상과 거동유발 절리들을 분석하였으며, 거동유발 절리들의 트레이스 분포를 개착 형상이 고려된 횡단면상에 도시하였다. 횡단면에 분포된 평면파괴 절리들이 기저면을 형성하는 평면블록들을 절리 트레이스 분포를 고려하여 설정하였다. 횡단면 상에서 심도별 평면블록들의 안정성과 적정 안전율을 유지하기 위하여 요구되는 지보량을 산정하여 최적 사면 설계안 수립에 대한 횡단면 기법의 활용성을 고찰하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제14권1호
• /
• pp.1-15
• /
• 2004

숏크리트와 록볼트를 영구 지보재로 사용하는 싱글쉘 터널공법을 도입하고 터널의 장기 내구성을 향상시키기 위해서는 고성능 숏크리트의 개발이 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 숏크리트의 고성능화를 위한 최신 숏크리트 혼화재료를 소개하였고, 국외에서 적용되고 있는 숏크리트의 제반 설계기준과 품질관리 시험방법들을 정리하였다. 특히 현장에서 숏크리트의 압축강도를 쉽고 빠르게 추정할 수 있는 공기압식 pin 관입시험의 적용사례를 소개하였다. 또한 숏크리트 라이닝과 지반의 상호작용을 보다 정확하게 평가할 수 있도록 숏크리트 라이닝의 시간 의존적인 경화특성을 고려한 이론적 해석과 숏크리트 라이닝의 설계변수들에 대한 민감도 분석 결과를 고찰하였다. 마지막으로 고성능 숏크리트 라이닝을 영구지보재로 사용하는 대표적인 싱글쉘 터널공법들에 대한 사례들을 제시하였다.