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지하저장공동에서의 콘크리트 플러그의 역학적 및 수리적 거동에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Analysis of the Mechanical and Hydraulic behavior of Concrete Plug in Underground Storage Cavern)

  • 박병기;이희근;전석원;박의섭
    • 터널과지하공간
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    • 제10권3호
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    • pp.344-354
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    • 2000
  • 지하저장공동에 설치되는 콘크리트 플러그는 기능한 모든 하중조건에 대해 안정하게 유지됨은 물론 저장된 유류의 외부 유출과 지하수의 과다 유입을 방지하는 기능을 수행하여야 하므로 지하 유류 비축기지의 건설 및 운영 단계에서 매우 중요한 역할을 한다. 플러그가 시공되고 나면 외부와의 접촉이 모두 차단되게 되므로 플러그가 그 기능을 제대로 발휘하기 위해서는 설계단계에서부터 역학적 및 수리적 고려가 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 2차원 및 3 원 유한 차분 프로그램인 FLAC 과 FLA $C^{3D}$를 사용하여 플러그에 대한 역학적 및 수리적 해석을 실시하였다. 먼저 측압계수의 변화, 심도의 변화, 플러그의 형상변화, 암반과 콘크리트 접촉면의 상태변화, 굴착손상권의 발생 등 다양한 조건 하에서 플러그의 거동 변화에 대한 역학적 해석을 실시하였으며, 2차원 해석조건과 동일한 조건을 가진 3차원 모델을 구성하여 그 결과를 2차원 해석과 비교, 검토하였다. 또한 플러그의 쐐기깊이 변화에 따른 수리해석을 실시하여 그 결과를 비교하였다.다.

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암반동굴식 지하 LNG 저장 시스템 설계를 위한 기화율의 산정 (Determination of Boil-Off gas Ratio for the Design of Underground LNG Storage System in Rock Cavern)

  • 정소걸;이희석;정우철;박의섭
    • 터널과지하공간
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    • 제17권1호
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    • pp.56-65
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    • 2007
  • 기존의 단열 시스템, 지하동굴 건설기술과 새로운 동결링 방벽기술을 결합하여 암반동굴식 지하 LNG 저장시스템이 개발되었다. 이 저장시스템의 기술적 적합성은 파일럿 동굴 실증시설의 건설과 운영을 통해 검증된 바 있으며, 조만간 실규모 프로젝트가 시작될 예정이다. LNG 저장시스템에서 중요한 사항 중의 하나는 극저온 열전달을 통해 장기간의 운영 기간동안 열손실을 최소화하는 것이다. 이 논문은 지하 LNG 저장 시스템의 설계를 위한 몇 가지 중요한 열전달 해석 결과를 제시하며, 기화율, 단열재 두께와 같은 설계 변수를 결정하기 위해 일련의 실규모 동굴에 대한 열전달 및 열-수리 해석을 실시하였다. 열-수리 연계해석결과 LNG 저장시설의 기화율은 초기 단계에서 0.04 %/day로 떨어져 유지되는 것으로 나타났다. 이 값은 암반내 존재하는 불연속면을 고려할 때 더욱 낮아질 수 있을 것으로 판단된다.

지하 조쇄실의 진동 안정성 확보를 위한 발파지침 수립 연구 (Study on Establishing a Blast Guideline for Securing an Underground Crusher Room from Ground Vibrations)

  • 최병희;류창하;김현우;강명수
    • 화약ㆍ발파
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    • 제33권2호
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    • pp.15-24
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    • 2015
  • 일반적으로 발파진동은 지하공동 주벽의 절리나 단층 등의 불연속면에 작용하여 이들 불연속면들에 의해 구분되는 암반블록들에 상대적인 운동을 유발함으로써 지하공동을 불안정하게 만들 가능성이 있다. 본 연구에서는 국내의 한 노천 석회석 광산에서 대규모 지하 조쇄실(crusher room; CR룸) 공동의 발파 안정성을 확보할 수 있는 발파지침을 마련하였다. 이 지침은 안전한 발파가 되기 위해서 사용할 수 있는 최대 지발당 장약량을 계산할 수 있는 기준의 형태로 제시하였다. 대상 지하공동에 대한 허용 가능한 최대입자속도는 FLAC2D를 이용한 수치해석 결과를 토대로 결정하였다. 아울러 필요한 지반진동 자료들은 현장 계측을 통하여 획득하였다.

지하공동 열에너지 저장을 위한 축열 매질의 기술 현황 검토 (Review on Thermal Storage Media for Cavern Thermal Energy Storage)

  • 박정욱;박도현;최병희;한공창
    • 터널과지하공간
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    • 제22권4호
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    • pp.243-256
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    • 2012
  • 에너지의 효과적인 저장과 관리는 에너지 공급과 수요의 시간적 양적 불균형을 해소하고, 에너지 이용효율을 향상시킬 수 있다는 점에서 새로운 에너지원을 개발하는 일만큼 중요하다. 열에너지 저장 시스템은 산업폐열이나 태양열과 같은 열원 기반의 에너지를 저장하는 시스템으로서, 대용량 저장 시설에 암반 지하공동을 활용하는 경우 주변 암반의 낮은 열전달 특성과 높은 화학적 안정성을 통해 보다 효율적인 저장 시스템을 구축할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 열에너지 저장 방식과 저장 매질의 일반적인 특성과 열에너지 저장사례에 대하여 살펴보고, 지하공동을 활용한 열에너지 저장 시스템에 대한 각 저장 매질의 적용성에 대해 개괄적으로 검토하였다.

지하 LPG 저장공동에서의 Clogging 추정을 위한 역해석 수치모형 (A Numerical Model of Inverse Analysis for Estimating the Clogging in the Underground LPG Storage Cavern)

  • 강태섭;한일영
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.161-167
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    • 1997
  • 지하 LPG 저장공동의 모니터링 자료를 이용하여 투수계수를 추정하기 위한 Galerkin 유한요소역해석 수치모형(SK-EST)이 개발되었다. 이 역해석 수치모형은 해석영역 전체구간에 대해 수두(압)분포를 근사하여 구성된 행렬방정식을 계산함으로서 투수계수를 산출한다. 실제 적용성을 검증하기 위해 현재 운영중인 지하 LPG 저장공동 간극수압계의 모니터링 자료를 이용한 역해석을 실시하였다. 또한 간극수압계의 작동상태를 확인하기 위해 측정된 심도별 수압측정 자료를 이용하여 심도별 투수계수 변화를 개발된 수치모형(SK-EST)을 이용하여 추정하고 수압시험 결과와 비교하였다.

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지하암반 냉동저장고 주변의 온도분포 예측을 위한 수치해석 (A Numerical Analysis to Predict the Temperature Distribution around a Cold Storage Cavern)

  • 이규상;이정인
    • 터널과지하공간
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    • 제14권4호
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    • pp.287-294
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    • 2004
  • 지하암반 냉동저장고 주변의 온도분포를 예측하기 위하여, FLAC을 이용한 2차원 및 3차원 수치해석을 수행하였다. 수치해석 수행 시 암반 열물성에 대한 지하수 및 동결잠열의 영향을 고려하였으며, 2차원 및 3차원 수치해석 결과와 5년간의 지하암반 온도계측 자료를 비교하였다. 2차원 수치해석 결과 실험실 물성을 이용한 경우는 계측 결과와 큰 오차를 나타내었으며, 지하수 부피비 20% 및 동결잠열을 고려한 수치해석 결과가 계측 결과와 가장 작은 오차를 나타내었다. 하지만, 냉동기 가동시간이 증가하면서 지표면으로의 열 유동의 영향으로 커지는 오차는 커지는 경향을 나타내었다. 지표면의 영향을 고려하는 3차원 수치모델을 정립하여 수치해석을 수행한 결과, 지하수 및 동결잠열의 영향을 고려한 수치모델이 계측 결과가 잘 일치하는 경향을 나타내었다.

GJOEVIK올림픽 경기장(암반역학 및 지질공학 분야) (A REVIEW OF THE ROCK MECHANICAL AND ENGINEERING GEOLOGICAL RESEARCH AT GJOVIK OLYMPIC CAVERN)

  • Barton, N.;By, T.L.;Chryssanthakis, P.;Tunbridge, L.;Kristiansen, J.;Loset, F.;Bhasin, R.K.;Westerdahl, H.;Vik, G.;Myrvang, A.;Hansen, S.E.;Lv, Ming;Stjern, G.;Ruistven, H.;Kjorholt, H.;Lee, M.S.
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1993년도 지하공간 건설기술에 관한 서울 심포지움 논문집
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    • pp.235-247
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    • 1993
  • The 62 m span Olympic lee Hockey cavern in Gjovik, Norway, is located in jointed gneiss of average RaD = 70% and has a rock cover of only 25 to 50m, thus posing challenging design p problems. The investigations prior to construction included two types of stress measurements, cross-hole seismic tomography, special coe logging, Q-system classification and numerical modelling with UDEC-BB. Predicted maximum deformations were 4 to 8 mm; surprisingly small due to the high horizontal stresses recorded. Extensometer (MPBX) installations from the surface prior to construction, precision surface levelling and MPBX installed from inside the cavern give a combined measure of maximum deformations in the range 7 to 8 mm with the 62 m span fully e excavated, and three adjacent caverns for the Postal Services also completed.

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발파진동에 대한 인접한 지상 저장탱크의 안정성 평가 (Stability Assessment of an Adjacent Ground Storage Tank by Blast-induced Vibration)

  • 정용훈;이정인;최용근
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.19-26
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    • 2006
  • The test blasts were carried out by detonating some single blastholes at two upper sites of the underground storage cavern for the crude oil. One was performed at the entrance site of the construction tunnel and the other at the middle area of the underground storage cavern. Based on the blast-induced nitration measured by the test blasts, we suggested the propagation equations of blasting vibration that were capable of estimating the peak particle velocity. In addition, in order to assess the stability of the adjacent ground storage tank, we did the frequency analysis and the response spectrum analysis with the particle velocity-time history and the particle acceleration-time history that were measured by the test blast carried out on the entrance site of the construction tunnel. In result, it was predicted that the displacement on the highest part of the tank shell was less than the allowable displacement.

지하 LPG 저장공동의 기밀성평가를 위한 분리열극개념의 지하수유동 및 용질이동 모형 모의기법 적용 (Application of A Discrete Fracture Flow and Mass Transport Simulation Technique Assessing Tightness Criteria for Underground LPG Storage Cavern)

  • 한일영;조성만;정광필
    • 지질공학
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    • 제5권2호
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    • pp.155-165
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    • 1995
  • 열극암반내의 지하수유동 및 용질이동 해석을 위해서는 추계론적인(Simulation Techique) 3차원 불연속체 모형(Discrete Fracture Model)이 요구된다. Monte Carlo 모의기법(Simulation Techique)에 의해 구성된 추계론적 불연속체모형을 지하 유류저장공동의 기밀성평가를 위한 지하수유동 및 용질이동 모의에 적용하였다. 불연속체모형구성에 영향을 미치는 열극 특성요소는 방향서 및 크기로 분석되었으며, 구성도니 모형(Model)에서의 지하수유동에 영향을 미치는 요소는 투수성 열극밀도로 분석되었다. Particle Tracking 기법을 사용한 불연속체모형의 용질이동 모의에서는 열극의 투수성에 의해 이동경로 및 이동속도에 많은 차이가 관찰되었다. 검증된 추계론적 불연속체모형은 지하 유류저장공동 기밀성평가에 적용이 가능함이 부분적으로 인정되었다.

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개별요소법을 이용한 불연속 암반내 지하공동의 변형 거동 해석 (Analysis of Deformation Behavior of Underground Caverns in a Discontinuous Rock Mass Using the Distinct Element Method)

  • 정완교;임한욱
    • 산업기술연구
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    • 제23권A호
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    • pp.69-81
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    • 2003
  • Numerical analysis is important for the design, construction and maintenance of large caverns. The rock mass contains generally discontinuities such as faults, joints and fissures. The mechanical behavior and geometric characteristics of these discontinuities would have a significant impact on the stability of the caverns. In this research the Distinct Element Method(DEM) was used to analyze the structural stability of the large cavern. The Barton-Bandis Joint Model (B-B J.M) was used as a constitutive model for the joint. In addition, two different cases 1) analysis with a support system and 2) analysis with no support system, were analyzed to optimize a support system and to investigate reinforcing effects of a support system. The most significant parameters of in-situ stress, JRC of in-situ natural joints, and spatial distribution characteristics of discontinuities were acquired through field investigation. Displacement (horizontal, joint shear), maximum joint opening, maximum and minimum principal stresses, range of relaxed zone, rockbolt axial forces and shotcrete stresses were calculated at each excavation stage. As a result of analysis the calculated values proved to be under the allowable value Rockbolts also proved to be an efficient support measure to control joint shear displacement which had significant effects on extending the relaxed zone. As a consequence, the structural stability of the cavern was assured with an appropriate support system.

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