After the introduction of geothermal power generation technology based on engineering reservoir creation that can be applied on non-volcanic region, industrial need for studies on the efficient and economic execution of costly deep-depth drilling work becomes manifest increasingly. However, since it is very difficult to predict duration and cost of boring work with acceptable reliability because of many uncertain events during the execution, efficient and organized work management for drilling is not easily achievable. Especially, the round trip that discretely occurs because of the abrasion of bit takes more time as the depth goes deeper and it has a great impact on the work performance. Therefore, a technology that can simulate the occurrence timing and depth of round trip in advance and therefore optimize them is essentially required. This study divided the abrasion state of bit into eight steps for simulation cases and developed a forecast algorithm, i.e., TOSA which can analyze the depth and timing of round trip occurrence. A methodology that can divide a unit section for simulation has been suggested; while the Bourgoyne and Young model has been used for the forecast of drilling rates and bit abrasion extent by section. Lastly, the designed algorithm has been systemized for the convenience of the user.
In order to protect the environment from waste disposal activities, the prediction of the flux and flow paths of the contaminants from underground facilities should be assessed as accurately as possible. Especially, the prediction of the pathways and travel times of the nuclides from high level radioactive wastes in a deep repository to biosphere is one of the primary tasks for assessing the ultimate safety and performance of the repository. Since the contaminants are mainly transported with groundwater along the discontinuities developed within rock mass, the characteristics of groundwater flow through discontinuities is important for the prediction of contaminant fates as well as safety assessment of a repository. In this study, the actual fracture network could be effectively generated based on in situ data by separating geometric parameter and hydraulic parameter. The calculated anisotropic hydraulic conductivity was applied to a 3D porous medium model to calculate the path flow and travel time of the large studied area with the consideration of the complex topology in the area. Using the model, the pathways and travel times for groundwater were analyzed. From this study, it was concluded that the suggested techniques and procedures for predicting the pathways and travel times of groundwater from underground facilities to biosphere is acceptable and those can be applied to the safety assessment of a repository for radioactive wastes.
Park, Hyun-Ik;Park, Yeon-Jun;You, Kwang-Ho;Noh, Bong-Kun;Seo, Young-Ho;Park, Chan
Tunnel and Underground Space
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v.19
no.4
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pp.304-317
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2009
Most crystalline rocks have much higher compressive strength than tensile strength and show brittle failure. In-situ rock mass, strong enough in general sense, often fails in brittle manner when subjected to high stress exceeding strength in due of geometrically induced stress concentration or of high initial stress. Therefore, it is necessary to verify the brittle failure characteristics of rock and rock mass for proper stability assessment of underground structures excavated in great depths. In this study, damage controlled tests were conducted on biotite-granite and granitic gneiss, which are the two major crystalline rock types in Korea, to obtain the strain dependency characteristics of the cohesion and friction angle. A Cohesion-Weakening Friction-Strengthening (CWFS hereafter) model for each rock type was constructed and a series of compression tests were carried out numerically while varying confining pressures. The same tests were also conducted assuming the rock is Mohr-Coulomb material and results were compared.
An effect of coupled thermo-hydro-mechanical and chemical (THMC) behavior is an essential part of the performance and safety assessment of geological disposal systems for high-level radioactive waste and spent nuclear fuel. Furthermore, numerical models and modeling techniques are necessary to analyze and predict the coupled THMC behavior in the disposal systems. However, phenomena associated with the coupled THMC behavior are nonlinear, and the constitutive relationships between them are not well known. Therefore, it is challenging to develop numerical models and modeling techniques to analyze and predict the coupled THMC behavior in the geological disposal systems. It is also difficult to verify and validate the development of the models and techniques because it requires expensive laboratory tests and in-situ experiments that need to be performed for a long time. DECOVALEX was initiated in 1992 to efficiently develop numerical models and modeling techniques and validate the developed models and techniques against the lab and in-situ experiments. In Korea, Korea Atomic Energy Research Institute has participated in DECOVALEX-2011, DECOVALEX-2015, and DECOVALEX-2019 since 2008. In this study, all tasks in the three DECOVALEX projects were introduced to the researcher in the field of rock mechanics and geotechnical engineering in Korea.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2009.09a
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pp.133-144
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2009
Incheon Bridge, 18.4 km long sea-crossing bridge, will be opened to the traffic in October 2009 and this will be the new landmark of the gearing up north-east Asia as well as the largest & longest bridge of Korea. Incheon Bridge is the integrated set of several special featured bridges including a magnificent cable-stayed girder bridge which has a main span of 800 m width to cross the navigation channel in and out of the Port of Incheon. Incheon Bridge is making an epoch of long-span bridge designs thanks to the fully application of the AASHTO LRFD (load & resistance factor design) to both the superstructures and the substructures. A state-of-the-art of the geotechnologies which were applied to the Incheon Bridge construction project is introduced. The most Large-diameter drilled shafts were penetrated into the bedrock to support the colossal superstructures. The bearing capacity and deformational characteristics of the foundations were verified through the world's largest static pile load test. 8 full-scale pilot piles were tested in both offshore site and onshore area prior to the commencement of constructions. Compressible load beyond 30,000 tonf pressed a single 3 m diameter foundation pile by means of bi-directional loading method including the Osterberg cell techniques. Detailed site investigation to characterize the subsurface properties had been carried out. Geotextile tubes, tied sheet pile walls, and trestles were utilized to overcome the very large tidal difference between ebb and flow at the foreshore site. 44 circular-cell type dolphins surround the piers near the navigation channel to protect the bridge against the collision with aberrant vessels. Each dolphin structure consists of the flat sheet piled wall and infilled aggregates to absorb the collision impact. Geo-centrifugal tests were performed to evaluate the behavior of the dolphin in the seabed and to verify the numerical model for the design. Rip-rap embankments on the seabed are expected to prevent the scouring of the foundation. Prefabricated vertical drains, sand compaction piles, deep cement mixings, horizontal natural-fiber drains, and other subsidiary methods were used to improve the soft ground for the site of abutments, toll plazas, and access roads. Light-weight backfill using EPS blocks helps to reduce the earth pressure behind the abutment on the soft ground. Some kinds of reinforced earth like as MSE using geosynthetics were utilized for the ring wall of the abutment. Soil steel bridges made of corrugated steel plates and engineered backfills were constructed for the open-cut tunnel and the culvert. Diverse experiences of advanced designs and constructions from the Incheon Bridge project have been propagated by relevant engineers and it is strongly expected that significant achievements in geotechnical engineering through this project will contribute to the national development of the longspan bridge technologies remarkably.
Purpose: To investigate the causes of failure on ACL reconstructions and evaluate the effectiveness of one stage revision ACL reconstructions. Materials and Methods: From November 2004 to July 2008, thirty three patients who had got revision ACL recontstructions after reruptures of ACL were evaluated. The causes of failure of ACL reruptures were 22 vertical femoral tunnels, 7 neglected PLRI, 3 severe traumas and 1 deep infection after ACL reconstruction. The femoral tunnels were aimed at the 10 or 2 o'clock position and the tibial tunnels were used with previous tunnels. Previous femoral screws from the improper femoral tunnels were removed and filled with the new allograft bones. Results: The average periods of follow up were 22.2 months (12~52 months). There was improvement on an average Lysholm knee score from $61.5{\pm}16.8$ to $86.3{\pm}11.5$, IKDC score from $63.9{\pm}15.1$ to $81.3{\pm}14.3$. Mean side to side difference was decreased from $6.0{\pm}2.2\;mm$ to $1.6{\pm}1.4\;mm$ using KT-2000 arthrometer. Conclusion: One stage revision ACL reconstruction can be a useful method with good clinical results.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2015.05a
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pp.74-74
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2015
최근 홍수의 특성과 피해 양상은 과거와는 다르게 변화하고 있으며, 급격한 도시화로 인하여 기존 하천유역의 저류 능력이 감소하였으며 이러한 한계를 극복하기 위하여 이미 외국에서는 대심도 터널을 활용한 홍수재해 관리방안이 오래전부터 활용되어 왔다. 본 연구에서는 대심도 터널의 유입구, 수직갱, 감세지, 배수터널과 같은 시설물 중 대심도 터널 설계 시 수직 유입구를 통해 유입되는 유량의 에너지를 완화하고 효과적으로 배수 할 수 있도록 중요한 역할을 하는 감세지의 효율적인 깊이 산정을 위하여 수리모형실험을 실시하였으며, 모형은 Froude 상사법칙을 사용하여 원형의 1/18크기로 제작하였다. 본 연구에서 실시한 감세지 모형의 깊이는 0.278 m(원형 5.0 m), 0.417 m(원형 7.5 m)이며, 각 감세지 깊이별 수직 유입구 3개소(저지수직구1, 저지수직구2, 고지수직구) 및 5가지의 유량 CASE에 대하여 감세지 바닥면 압력을 비교?분석 하였다. 수직 유입구 3개소의 설계조건에 따른 감세지 깊이별 바닥면 압력 분포 평가를 실시한 결과 저지수직구1의 감세지 깊이 0.278 m(원형 5.0m)에서는 최대 압력이 4번 지점에서 $0.075kg/cm^2$(원형 1.30 MPa)이 측정 되었으며, 0.417 m(원형 7.5m)에서는 최대 압력이 1번지점에서 $0.089kg/cm^2$(원형 1.54MPa)이 측정되었다. 또한 저지수직구2의 감세지 깊이 0.278 m(원형 5.0 m)에서는 최대 압력이 1번 지점에서 $0.074kg/cm^2$(원형 1.28 MPa)이 측정 되었으며, 0.417 m(원형 7.5 m)에서는 최대 압력이 2번지점에서 $0.088kg/cm^2$(원형 1.52 MPa)이 측정되었다. 고지수직구의 감세지 깊이 0.278 m(원형 5.0 m)에서는 최대 압력이 3번 지점에서 $0.082kg/cm^2$(원형 1.42 MPa)이 측정 되었으며, 0.417 m(원형 7.5 m)에서는 최대 압력이 1번지점에서 $0.092kg/cm^2$(원형 1.59 MPa)이 측정되었다. 본 연구에서 실시한 수리모형실험의 결과 저유량에서 고유량으로 갈수록 최대압력지점은 반시계방향으로 움직이는 것을 알 수 있으며, 이는 수직 유입구의 설계조건에 따른 수직갱에서의 회전수차에 의하여 발생하는 것으로 분석하였다. 따라서 적절한 감세지 깊이 산정을 위해서 대심도터널의 수직 유입구(유입구형태, 수직갱)의 평가가 함께 유기적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.
Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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v.17
no.1
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pp.75-94
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2019
As the present single-layer repository concept requires too large an area for the site of the repository, a multi-layer repository concept has been suggested to improve the disposal density. The effects of the excavation damaged zone around the multi-layer repository constructed in the deep host rock on the temperature distribution in the repository were analyzed. For the thermal analysis of the multi-layer repository, the hydrothermal model was used to consider the resaturation process occurring in the buffer, backfill and rock. The existence of an excavation damaged zone has a significant effect on the temperature distribution in the repository, and the maximum peak temperatures of double-layer and triple-layer repositories can rise to $7^{\circ}C$ and $12^{\circ}C$, respectively depending on the size of the excavation damaged zone and the degree of decrease of the thermal conductivity. The dominant factor affecting the peak temperature in the multi-layer repository is the decrease of thermal conductivity in the excavation damaged zone, and the excavation damaged zone formed around the deposition hole has more significant effects on the peak temperature than does the excavation damaged zone formed around the disposal tunnel.
Choi, JunHyung;Lee, Hyun Suk;Kim, Do Young;Nam, Jung Hun;Lee, Dae Sung
Tunnel and Underground Space
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v.31
no.1
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pp.41-51
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2021
The hydraulic fracturing developed to improve permeability of tight reservoir is one of key stimulation technologies for developing unconventional resources such as shale gas and deep geothermal energy. The experimental study was conducted to improve disadvantage of hydraulic fracturing which has simple fracture pattern and poor fracturing efficiency. The fracturing experiments was conducted for tight rock using various fracturing fluids, water, N2, and CO2 and the created fracture pattern and fracturing efficiency was analyzed depending on fracturing fluids. The borehole pressure increased rapidly and then made fractures for hydraulic fracturing with constant injection rate, however, gas fracturing shows slowly increased pressure and less fracture pressure. The 3D tomography technic was used to generate images of induced fracture using hydraulic and gas fracturing. The stimulated reservoir volume (SRV) was estimated increment of 5.71% (water), 12.72% (N2), and 43.82% (CO2) respectively compared to initial pore volume. In addition, permeability measurement was carried out before and after fracturing experiments and the enhanced permeability by gas fracturing showed higher than hydraulic fracturing. The fracture conductivity was measured by increasing confining stress to consider newly creating fracture and closing induced fracture right after fracturing. When the confining stress was increased from 2MPa to 10MPa, the initial permeability was decreased by 89% (N2) and 50% (CO2) respectively. This study shows that the gas fracturing makes more permeability enhancement and less reduction of induced fracture conductivity than hydraulic fracturing.
Excavation-Disturbed Zone (EDZ) is an important design factor in constructing final disposal facilities for spent nuclear fuel, since EDZ affects mechanical stability including a spacing between disposal holes, and the hydraulic properties within EDZ plays a significant role in estimating in-flow rate of groundwater as well as a subsequent corrosion rate of a canister. Thus, it is highly required to characterize in-situ EDZ with precision and control the EDZ occurrence while excavating disposal facilities and constructing relevant underground research facilities. In this report, we not only reviewed EDZ-related researches carried out in the ONKALO facility of Finland but also examined appropriate methods for field inspection and quality control of EDZ occurrence. From the review, GPR can be the most efficient method for in-situ characterization of EDZ since it does not demand drilling a borehole that may disturb a surrounding environment of caverns. And the EDZ occurrence was dominant at a cavern floor and it ranged from 0 to 70 cm. These can provide useful information in developing necessary EDZ-related regulations for domestic disposal facilities.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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