• 제목/요약/키워드: block hydraulic conductivity

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블록크기 및 균열의 기하학적 속성에 따른 2-D DFN 시스템의 블록수리전도도 특성 (Characteristics of Block Hydraulic Conductivity of 2-D DFN System According to Block Size and Fracture Geometry)

  • 한지수;엄정기
    • 터널과지하공간
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    • 제25권5호
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    • pp.450-461
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    • 2015
  • 본 연구는 블록크기 및 균열의 기하학적 속성이 균열암반의 수리적 특성에 미치는 효과를 파악하기 위해 이차원 등가파이프 연결구조에 기반을 둔 DFN 유체유동 해석기법을 적용하여 수치실험을 수행하였다. 두 개의 균열군을 사용하여 균열의 기하학적 속성 변화를 반영할 수 있도록 방향, 면적빈도, 길이분포를 달리하며 이차원 영역에 추계론적으로 생성한 총 72개의 DFN 블록에 대하여 방향에 따른 블록수리전도도가 산정되었다. 또한, 각각의 DFN 블록에서 이론적 블록수리전도도, 주 수리전도도텐서 및 평균블록수리전도도를 추정하여 비교분석한 결과, 블록크기 및 균열의 기하학적 속성은 균열성 암반의 수리적 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 균열군의 교차각이 작을수록, 면적빈도가 낮고 길이분포가 짧을수록 DFN 시스템은 유체유동에 대한 REV를 정의하기 어려우며 방향에 따른 블록수리전도도의 변동성이 강하게 나타났다. 일반적으로 블록크기가 커질수록 DFN 시스템에 대한 등가연속체 취급 가능성은 높아진다.

절리의 방향분포가 이차원 DFN 시스템의 수리적 특성에 미치는 영향 (Effect of Joint Orientation Distribution on Hydraulic Behavior of the 2-D DFN System)

  • 한지수;엄정기
    • 자원환경지질
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    • 제49권1호
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    • pp.31-41
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    • 2016
  • 본 연구는 절리의 방향분포가 절리성 암반의 수리적 특성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 등가파이프 연결구조에 기반을 둔 이차원 DFN(discrete fracture network) 유체유동 해석 프로그램 코드를 개발하고 수치실험을 수행하였다. 수치실험에 사용된 이차원 DFN 시스템은 경계효과를 고려하여 $32m{\times}32m$ 영역의 중앙에서 $20m{\times}20m$ 크기의 DFN 블록이다. 두 절리군을 사용하여 절리의 빈도와 길이분포를 고정하고 절리군 선주향의 평균과 표준편차를 달리하며 추계론적으로 생성한 총 15개의 DFN 블록에 대하여 매 $30^{\circ}$ 간격으로 회전하면서 총 12 방향으로 구현한 총 180개 DFN 블록에서 블록수리전도도가 산정되었다. 또한, 각각의 DFN 블록에서 이론적 블록수리전도도, 주 수리전도도텐서 및 평균블록수리전도도를 추정하여 비교분석한 결과, 절리군의 평균 교차각이 작을수록 절리 방향분포의 변동성이 이차원 DFN 시스템의 등가연속체 취급 가능성 및 블록수리전도 특성에 더욱 영향을 미치는 것으로 평가되었다.

절리텐서의 성분 및 일차불변량이 2-D DFN 시스템의 블록수리전도 특성에 미치는 영향 (Effects of Fracture Tensor Component and First Invariant on Block Hydraulic Characteristics of the 2-D Discrete Fracture Network Systems)

  • 엄정기
    • 자원환경지질
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    • 제52권1호
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    • pp.81-90
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    • 2019
  • 본 연구는 이차원 DFN(discrete fracture network) 시스템에서 절리의 빈도 및 길이분포에 따른 절리텐서의 성분 및 일차불변량이 DFN의 블록수리전도 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 확정적인 두 방향의 절리군을 사용하여 절리군의 빈도와 길이분포에 따라 생성된 총 36개의 DFN 시스템에서 각각 매 $30^{\circ}$ 간격으로 설정된 수두경사에 따른 블록수리전도도와 절리텐서의 성분 간의 상관성 분석이 수행되었다. DFN 블록의 블록수리전도도는 이에 직교하는 방향의 절리텐서 성분과 강한 상관관계를 갖는다. 본 연구의 연결성을 유지한 DFN 시스템은 절리텐서의 일차불변량이 2.0~2.5 이상일 때 등가의 연속체 해석이 가능한 것으로 평가되었다. 절리텐서의 일차불변량은 평균 블록수리전도도와 매우 강한 함수관계를 갖으며 DFN 시스템의 블록수리전도 특성을 평가하는 데에 사용될 수 있다. 또한, 본 연구를 통하여 절리텐서의 일차불변량을 이용한 DFN 시스템의 업스케일링 가능성이 논의되었다.

절리성 암반의 이차원 균열텐서 파라미터와 수리적 특성 간의 상관성 분석에 관한 연구 (Analysis of Relationship between 2-D Fabric Tensor Parameters and Hydraulic Properties of Fractured Rock Mass)

  • 엄정기;한지수
    • 터널과지하공간
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    • 제27권2호
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    • pp.100-108
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    • 2017
  • 균열텐서 파라미터는 절리의 기하학적 속성이 결합된 효과를 지시하는 척도로 사용할 수 있으며 불연속절리망(DFN)에서 유체 유동통로의 연결 상태를 정량화할 수 있다. 본 연구는 이차원 DFN의 균열텐서 파라미터와 수리적 특성 간의 상관성 분석을 수행하였다. DFN에서 임의 방향으로의 수리전도도는 이에 직교하는 방향으로 산정된 균열텐서성분과 강한 비선형 관계를 갖는 것으로 평가되었다. 서로 다른 규모의 이차원 DFN 블록에서 방향에 따른 균열텐서의 일차불변량($F_0$)을 방사형 도표로 나타내었을 때, 방향에 따른 $F_0$ 값의 유의미한 변화가 없는 원형의 플롯은 절리성 암반을 대표요소체적으로 취급하기 위한 필요조건이 될 수 있다. DFN 블록에서 임의 방향으로 개별체 해석기법으로 산정한 수리전도도와 이론적 수리전도도 사이의 상대오차(ER)는 $F_0$의 증가에 따라 감소한다. $F_0$는 평균 블록수리전도도와 강한 함수관계를 갖는 것으로 분석되었다.

폐기물매립지의 흙-벤토나이트 혼합차수층 특성에 관한 연구 (A Study on Soil-Bentonite Mixed Liner Properties for Waste Landfill)

  • 홍성길;한봉수;장연수
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.597-604
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    • 2001
  • In this study, the engineering characteristics of soil-bentonite mixed liner are investigated using the laboratory hydraulic conductivity and strength tests. The soil used for the liner is clayey silt in the site and the weathered granitic soil located near the waste landfill studied. Mixing ratio of the bentonite which satisfies the requirement of hydraulic conductivity is determined and the optimum mixing ratio of betonite is recommended for the landfill. After the mixed liner is constructed, the block samples of the constructed liner are obtained and the properties of interest satisfy the requirements of the liner of the landfill.

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투수성 잔디블록 포장 하부 토양의 물리성 (Physical Properties of Soils under the Grass Block Porous Pavements)

  • 한승호;김원태;강진형
    • 한국조경학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.96-104
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    • 2006
  • Impervious pavement is primary contributor to the malfunctioning of the urban water circulation system. The aim of this research is to provide basic information and data for new pavement materials and paving technology which could enhance the urban water circulation system. For the study purposes, physical properties of soils sampled from 16 stations were analyzed. The sampling spots were paved with grass block porous pavement material. The findings from the analysis are as follows. The hardness of soils under the pavement was $17{\sim}22mm$ for thoroughfare and $6{\sim}32mm$ for parking areas. The bulk density was $1.42{\sim}1.81g/cm^{3}$ for thoroughfare and $1.38{\sim}1.75g/cm^{3}$ for parking area. The solid phase ration was $46.9{\sim}62.5m^{3}/m^{3}$ for thoroughfare and $45.6{\sim}61.3m^{3}/m^{3}$ for parking area. The porosity was $37.5{\sim}53.1m^{3}/m^{3}$ for thoroughfare and $38.7{\sim}54.4m^{3}/m^{3}$ for parking area. The saturated hydraulic conductivity was $8{\sim}164mm/hr$ for thoroughfare and $14{\sim}201mm/hr$ for parking area. The saturated hydraulic conductivity of the H sample area (the area was completed three months ago) and that of the other area were compared. There was up to 80% decreases of the saturated hydraulic conductivity within one year after the completion of pavement. After the first year, decrease in the saturated hydraulic conductivity was modest. Also there are changes in both surface and under soil physical properties of the grass block porous pavement depending on compaction. The extent of change depends on the degree of compaction. All these factors are combined to influence the permeability of the soil under the pavements. The results of this suggest that it is required to develop a new pavement technology which ensures both the durability and porosity of the pavement to improve the water circulation system by applying Ecological Area Rate.

절리의 빈도 및 길이분포가 이차원 DFN 시스템의 수리지질학적 특성에 미치는 영향 (Effects of Joint Density and Size Distribution on Hydrogeologic Characteristics of the 2-D DFN System)

  • 한지수;엄정기;이다혜
    • 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.

경상분지 백악기 화강암 암반에 대한 삼차원 수리전도텐서 추정사례 (Estimation of 3-D Hydraulic Conductivity Tensor for a Cretaceous Granitic Rock Mass: A Case Study of the Gyeongsang Basin, Korea)

  • 엄정기;이다혜
    • 지질공학
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    • 제32권1호
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    • pp.41-57
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    • 2022
  • 본 연구는 부산 기장지역에 분포하는 백악기 흑운모 화강암에 대한 사례연구를 통하여 DFN(discrete fracture network) 유동해석 기반의 REV(representative elementary volume) 크기 및 삼차원 수리전도텐서 추정을 위한 워크플로우를 제시하였다. 연구지역을 대표하는 이차원 DFN에 대하여 절리텐서의 일차불변량을 이용하여 절리의 빈도 및 길이가 보정되었다. 현장수압시험을 수행하여 선형의 등가유로관으로 취급된 현장의 절리에 대한 유효수리간극이 추정되었다. 연구지역의 이차원 DFN 블록에 대한 REV의 크기는 블록 크기에 따른 지향적 블록수리전도도의 변화를 분석하여 20 m × 20 m으로 결정하였다. 연구지역의 이차원 DFN에 대하여 산정된 지향적 블록수리전도도는 현장의 수리적 거동과 관련하여 강한 이방성을 지시한다. 다양한 방향으로의 이차원 DFN에서 산정된 지향적 블록수리전도도를 바탕으로 연구지역의 절리성 암반에 대한 삼차원 수리전도텐서가 추정되었다. 삼차원 수리전도텐서의 주성분 방향은 현장에서 구분된 주 절리군의 방향과 일치한다.

단정 주입시험 결과를 이용한 단열암반의 수리전도도 분석 (Estimation of Conductivity Tensor of Fractured Rocks from Single-hole Packer test)

  • 장근무;이은용;김창락;이찬구;김현주
    • 지질공학
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    • 제10권1호
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    • pp.13-25
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    • 2000
  • 단열암반의 수리전도도 텐서를 계산하고 이방성에 대한 정량적인 평가를 수행하기 위해서 단열의 수리적, 기하학적 통계 특성에 근거하여 3차원 단열연결망 모델을 구성하였다. 현장에서 수행된 단정주입시험의 수치모델링을 통해 계산된 수리전도도는 현장시험 결과와 비교적 잘 일치하였다. 따라서 구성된 3차원 단열 연결망 모델이 해석대상 암반의 수리 특성을 구현할 수 있음을 확인하였다. 대상암반의 대표요소체적 규모에서 계산된 블록 수리전도도는 단정주입시험에서 구한 수리전도도의 산술과 조화 평균 사이의 값이며, 2차원 수평단면상에서 남-북 방향의 수리전도도는 동-서 방향에 비해서 약 1.4 배로써 이방성은 크지 않았다. 블록 수리전도도와 단정 주입시험 모델링을 통해 구한 수리전도도의 상관성은 낮게 나타났다. 이는 단정 주입시험 모델링을 통한 암반의 수리전도도는 시추공의 패커구간과 교차하는 단열의 수와 투수량계수에 큰 영향을 받기 때문인 것으로 분석된다.

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화강암지역의 암반블록규모 단열체계 분포특성 연구 (Characterization of the Spatial Distribution of Fracture System at the Rock Block Scale in the Granitic Area)

  • 김경수;배대석;김천수
    • 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.