• Geomechanics and Engineering
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• 제12권5호
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• pp.771-783
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• 2017

Using a transparent fracture replica with aperture size and water-cement ratio (w/c), the factors affecting the penetration behavior of rock grouting were investigated through laboratory experiments. In addition, the waterproof efficiency was estimated by the reduction of water outflow through the fractures after the grout curing process. Penetration behavior shows that grout penetration patterns present similarly radial forms in all experimental cases; however, velocity of grout penetration showed clear differences according to the aperture sizes and water-cement ratio. It can be seen that the waterproof efficiency increased as the aperture size and w/c decreased. During grout injection or curing processes, air bubbles formed and bleeding occurred, both of which affected the waterproof ability of the grouting. These two phenomena can significantly prevent the successful performance of rock grouting in field-scale underground spaces, especially at deep depth conditions. Our research can provide a foundation for improving and optimizing the innovative techniques of rock grouting.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.221-226
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• 2000

단일 균열시스템에서 간극 크기에 따른 상대투과도의 변화 특성을 측정하기 위해 본 연구에서는Hele-Shaw평판 형태의 유리 평판을 제작하여 실험을 수행하였다. 평판의 재질은 유동 양상 관찰을 위해 유리를 사용하였고, 간극 크기는 실제 현장에서 관측되는 30에서 $120\mum$ 사이의 범위에서 7가지 경우를 설정하여 정상유동법에 의한 실험을 수행하였다. 또한 실험 측정결과에 대한 보다 정확한 포화도 계산 및 분석의 편의를 위해 디지털 영상 편집법 (digital image process technique)을 이용한 해석모델을 개발ㆍ이용하였으며, 균열에서의 2상 유체유동 양상에 직접적인 영향을 미치는 간극크기와 매질의 표면 특성을 나타내는 임계포화도를 이용하여 단일 균열에 대한상대투과도 실험관계식을 도출하였다.

• 한국석유지질학회:학술대회논문집
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• 한국석유지질학회 2001년도 제8차 학술발표회 발표논문집
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• pp.6-22
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• 2001

A study of the fracture systems in outcrops of southern onshore Vietnam revealed two kinds of fracture groups according to their origin: cooling fractures and deformation related fractures. Cooling of magma introduced extensive fractures in the batholiths with wide spacing and narrow aperture. They are found widespread in all magmatic bodies, but result in poor reservoir quality due to low bulk porosity and narrow aperture. Cooling fractures are often reactivated during later stress regimes. Deformation related fractures, especially 'fault damage zones' and 'hanging wall deformation' is thought to form the most important reservoir type in the fractured basement rock. The porosity formed by intense fracturing and fault breccia along minor fault zones is thought to be the producing zones in the producing fields of Cuu Long basin. They are found along major faults and widespread in hanging wall blocks.

• 지질공학
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• 제31권1호
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• pp.55-66
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• 2021

본 연구에서는 방사성폐기물 처분 시 천연방벽의 수리 특성 진화와 관련하여, 시추공 설치 및 확공이 결정질 암반 내 단열 및 수리 특성에 영향을 미칠 가능성을 평가하기 위해 수리-역학 연동 수치해석을 수행했다. 시추공 부근에서의 간극 열림과 투수성 변화 여부를 평가하기 위해 단열망을 기반으로 한 불연속체 해석 도메인을 이용했다. 단열암반에서의 현장수리시험 모사를 통해 주응력방향과 시추공 직경 변화의 영향을 평가하였다. 먼저 단열의 간극변화가 주응력방향에 의존함을 확인했다. 그리고 수직변위에 의한 간극크기 증가가 지배적이었다. 시추공 부근에 전단팽창이 집중되는 것도 단열의 수리지질학적 진화에 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었다. 수치해석 결과는 시추공 설치 및 확공에 따른 응력교란에 의해 단열 특성이 변화하여 단열 암반의 투수성이 증가할 수 있다는 것을 보여준다. 추후 본 연구모델을 기반으로 실제 크기의 처분공 주변에서의 정확한 수리적 변화를 분석하기 위해서는 3차원 해석모델로 보완되어야 할 것으로 판단되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권2호
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• pp.176-188
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• 1995

지하처분된 방사성핵종의 이동 해석방식으로서 입자추적법을 도입하였다. 입자추적법은 암반균열대와 같은 흐름장이 불균일하고 복잡할 때 물질이동을 모사할 수 있는 방법이다. 암반층에서 방사성핵종은 주로 암반사이에 발달한 균열을 따라 이동하는데, 초기연구자들은 균열틈을 평행판 사이의 간격으로 가정하였으나, 실제 균열은 이보다 복잡다양해서 실제 물질 이동과는 상당한 오차가 존재하였다. 이 논문에서는 이를 극복하기 위해 가변균열폭 국부통로모형을 도입하여, 균열대 내부는 2차원적인 균열폭의 분포를 가지며, 핵종은 균열내에서 상대적으로 큰 균열폭을 따라 이동이 주로 일어나는 국부이동이 라는 점을 제시하였다. 또한 개발한 이동모델의 타당성 입증차원에서 자연균열을 가진 화강암을 사용하여 방사성 핵종 이동 실험을 수행하였다. 추적자로서 지하수와 같은 이동특성을 가진 삼중수소와 요오드를 사용하였다. 화강암 균열대 특성을 파악하기 위해 균열이 있는 윗 암석면에 11개의 시추공을뚫고 수리전도 시험을 수행하였다. 실험자료와 전산모사치를 비교해 본 결과, 가변균열폭국부통로 개념에 물질이동모델로 입자추적법을 결합한 모델이 암반균열에서 핵종이동 해석방법으로 유용하였다. 또한 핵종은 균열 내에서 상대 적으로 큰 국부통로를 따라 주로 이동하며, 이동방향과 직각인 암반매질내로 확산도 상당한 비율로 일어났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권1호
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• pp.1-14
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• 2021

In this study, a new approach using electrical resistivity measurement was proposed to detect grout penetration and to evaluate the grouting performance for such as waterproof efficiency in single rock fracture. For this purpose, an electrical resistivity monitoring system was designed to collect multi-channel data in real time. This was applied to a system for grout injection/penetration using a transparent fracture replica with various aperture sizes and water-cement mix ratio. The electrical resistivity was measured under various grout penetration conditions in real time, which results were directly compared to the visual observation images of grout penetration/distribution. Moreover, the grouting success status after the curing process was evaluated by measuring the electrical resistivity in relation to changes in frequency in fracture cells where grout injection and penetration were completed. Consequently, it was determined that the electrical resistivity monitoring system could be applied effectively to the detection of successful penetration of grouting into a target area and to actual field evaluation of the grouting performance and long-term stability of underground rock structures.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.79-86
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• 2004

암석 내 균열을 따른 수리전도도는 균열의 기하학적 요소, 즉 방향, 간극, 거칠기 그리고 상호 연결도에 주로 좌우된다. 따라서, 균열 내 투수계수를 정확하게 계산하기 위해서는 이와 같은 기하 요소들을 최대한 계산모델에 반영할 필요가 있다. 이 연구에서는 균열 기하양상을 최대한 정확히 반영한 균열모델에서 기존 수치해석과는 다른 새로운 방법인 균질화 해석법(homogenization analysis method)을 이용하여 균열을 따른 투수계수를 구하기 위해 수치해석을 수행하였다. 먼저, 공초점 레이저 스캔 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope)을 이용하여 암석시료의 균열 조도와 균열에 가한 수직압축력의 변화에 따른 간극 변화량을 직접 측정하고, 이와 같이 획득한 자료는 균열모델 재현을 위한 입력자료로 사용되었다. 재현된 균열모델을 토대로 한 균질화 해석법은 미시규모(microscale) 매질특성과 거시규모(macroscale) 매질특성을 동시에 고려하여 투수계수를 계산할 수 있는 것이다. 즉, 균질화 해석법은 주기적 미세구조(microstructure)를 갖는 미소 불균질 물질의 거동특성을 구명하기 위해 개발된 새로운 형태의 섭동(perturbation) 이론이다. 이는 균질한 미시규모에서 미시 투수특성을 계산한 후, 거시규모에서의 균질화 투수계수를 계산하게 된다. 그러므로, 이 방법은 균열 기하양상의 국부적 영향을 고려한 투수특성을 정확히 해석할 수 있다. 균질화법을 이용한 투수계수 산정결과를 기존 연구에서 제안한 경험식과 비교하여 그 타당성을 검증하기 위해 전술한 2차원 균열모델을 이용한 투수계수 계산을 수행하였다. 균열모델은 거칠기(roughness)를 반영하고 동일한 간극을 할당한 평행판 모델을 가정하였다. 계산결과에 의하면, 균질화 해석법에 의해 계산한 C-투수계수는 실내투수시험에 의해 구한 투수계수와 같은 범위의 값을 가지거나 $10^1$ 정도의 차이를 보여, 그 계산결과는 타당하다고 볼 수 있다. 그러나, 균질화 해석법은 국부적으로 불균질한 균열 기하양상과 물질특성이 미시규모와 거시규모에서 모두 고려되므로, 이들 특성을 정확히 알고 있을 경우 기존에 제안된 경험식들에 의한 계산결과 보다 균질화 해석법의 결과가 훨씬 정확함을 주목하여야 한다.

• 지질공학
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• 제9권3호
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• pp.227-241
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• 1999

단열암반 내의 지하수 흐름은 단열의 분포특성과 밀접한 관계를 갖고 있으며, 수리전도도와 직접적인 관계를 갖는 인자로서 단열 틈의 크기와 단열 교차빈도가 고려된다. 본 연구는 여수반도 북부지역의 화산암에 분포하는 단열의 간격과 틈의 크기에 대한 확률밀도함수의 유형과 단열의 분포특성이 수리전도도 값에 미치는 영향 및 상관관계를 분석하였다. 단열의 분포특성은 core logging과 초음파주사 검층을 통하여 조사되었으며, 일정구간별 수리전도도는 이중패커를 이용한 정압/압력강하 시험으로서 산출되었다. 연구지역에 분포하는 단열간격과 단열조별 틈의 크기는 대수정규분포를 나타내지만, 개구성 단열 틈의 크기는 정규분포에 가깝다. Core logging에 의한 투수성 단열, 텔레뷰어 검층에 의한 개구성 단열군, 그리고 Set 1에 속하는 단열들이 교차되는 수리시험 구간에서는 수리전도도 값과 양의 상관관계를 보였다. 단열암반의 수리전도도는 투수성 단열 틈의 크기에 1차적인 영향을 받으며 단열의 교차정도 및 크기에 2차적인 영향을 받는 것으로 해석된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권8호
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• pp.17-28
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• 2023

본 연구에서는 화강암 시편을 대상으로 파쇄 유체의 점성과 주입 속도를 변화시키며 실내 수압 파쇄 실험을 수행하였고, 3D X-ray CT 촬영을 통해 파쇄 후 시편 내부를 관찰하였다. 이미지 처리에 탁월한 성능을 보이는 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network, CNN) 기반 Nested U-Net 모델 구조를 활용하여 CT 이미지 내 수압 파쇄 균열 추출을 수행하였고, 복잡한 형상의 미세균열을 정교하게 추출할 수 있었다. CNN 기반 모델로 추출된 균열을 3차원으로 재구성하여 균열의 부피, 두께, 굴곡도, 균열면 거칠기를 분석하였다. 그 결과 파쇄 유체의 점성이 클수록 균열 부피와 두께가 증가하였고, 굴곡도와 균열면의 거칠기가 감소하는 경향을 보였다. 또한 균열면의 굴곡도와 거칠기 이방성이 존재함을 확인할 수 있었다. 본 연구는, CNN 기반의 균열 추출 모델을 활용해 전통적인 이미지 처리 방법보다 정교한 균열 추출을 수행하고, 이를 기반으로 수압 파쇄 균열의 정량 분석을 성공적으로 수행하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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• pp.231-234
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• 2001

When constructing subsurface structures and/or wells, the precise estimates of hydraulic parameters must be obtained for operating safety and/or for developing necessary quantity of groundwater. Hydraulic conductivity is mainly subjected to the characteristics of fracture network in the fractured media such as fracture orientation and angle, fracture aperture and frequency, fracture length, interconnectivity of fractures, and filling material, feature of fracture plane. In this study we conducted water injection test at afferent depths on six boreholes drilled in granite of Mt. Geumjeong. hydraulic conductivity was calculated using Moye and Hvorslev methods. The relation between hydraulic conductivity and fracture frequency data obtained from acoustic televiewer and core log were analyzed. The result shows that the correlation between the hydraulic conductivity and the fracture frequency data obtained from acoustic televiewer is better than that with the core log.