• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권1호
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• pp.79-88
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• 2012

Migration tests were performed with conservative tracers in a fractured zone that had a single fracture of about 2.5 m distance at the KURT. To interpret the migration of the tracers in the fractured rock, a solute transport model was developed. A two dimensional variable aperture channel model was adopted to describe the fractured path and hydrology, and a particle tracking method was used for solute transport. The simulation tried not only to develop a migration model of solutes for open flow environments but also to produce ideas for a better understanding of solute behaviours in indefinable fracture zones by comparing them to experimental results. The results of our simulations and experiments are described as elution and breakthrough curves, and are quantified by momentum analysis. The main retardation mechanism of nonsorbing tracers, including matrixdiffusion, was investigated.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권1호
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• pp.43-52
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• 2012

To compute a permeability coefficient along a rough fracture that takes into account the fracture geometry, this study performed detailed measurements of fracture roughness using a confocal laser scanning microscope, a quantitative analysis of roughness using a spectral analysis, and a homogenization analysis to calculate the permeability coefficient on the microand macro-scale. The homogenization analysis is a type of perturbation theory that characterizes the behavior of microscopically inhomogeneous material with a periodic boundary condition in the microstructure. Therefore, it is possible to analyze accurate permeability characteristics that are represented by the local effect of the facture geometry. The Cpermeability coefficients that are calculated using the homogenization analysis for each rough fracture model exhibit an irregular distribution and do not follow the relationship of the cubic law. This distribution suggests that the permeability characteristics strongly depend on the geometric conditions of the fractures, such as the roughness and the aperture variation. The homogenization analysis may allow us to produce more accurate results than are possible with the preexisting equations for calculating permeability.

• 터널과지하공간
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• 제4권1호
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• pp.1-16
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• 1994

The study on the flow characteristics and analysis of groundwater in discontinuous rock mass is very important, since the water inflow into the underground opening during excavation induces serious stability and environmental problems. To investigate the flow through single rock joint, the effect of various aperture distribution on the groundwater flow has been analyzed. Observed through the analysis is the "channel flow", the phenomenon that the flow is dominant along the path of large aperture for given joint. The equivalent hydraulic conductivity is estimated and verified through the application of the joint network analysis for 100 joint maps generated statistically. Both the analytic aproach based on isotropic continuum premise and the joint network analysis are tested and compared analyzing the gorundwater inflow for underground openings of different sizes and varying joint density. The joint network analysis is considered better to reflect the geometric properties of joint distribution in analyzing the groundwater flow.ater flow.

• 터널과지하공간
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• 제29권3호
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• pp.197-213
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• 2019

본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석기법을 이용하여 Mont Terri 지하연구시설에서 수행된 단층 내 물 주입시험을 수치적으로 모델링하고, 단층의 재활성과 수리역학적 거동 특성을 살펴보았다. TOUGH2 해석에서는 단층을 Darcy의 법칙과 삼승법칙(Cubic law)을 따르는 연속체 요소로 모델링하였으며, FLAC3D 해석에서는 미끄러짐과 개폐가 허용되는 불연속 인터페이스 요소를 통해 모사하였다. 현장에서 획득한 단층의 균열개방압력(fracture opening pressure), 주입율, 모니터링 압력, 변위 곡선 등을 바탕으로, 단층의 탄성적 변형과 파괴에 의한 수직팽창 특성을 반영할 수 있는 수리간극모델과 수리역학 커플링 관계를 해석모델에 반영하였다. 한편, 현지응력 조건, 단층의 강도 및 변형 특성에 따른 파라미터 해석을 실시하여 각 입력변수가 해석 결과에 미치는 영향을 분석하였으며, 이를 통해 현장시험 결과를 가장 잘 재현할 수 있는 파라미터 조합을 선정하였다. 해석 결과, 균열개방압력에서 단층의 주입율과 모니터링 압력이 크게 증가하는 현상을 합리적으로 재현할 수 있었다. 하지만, 동일한 입력 변수 조건에서 단층의 전단변위와 파괴영역의 범위는 현장시험 결과에 비해 과대평가되는 결과를 보였다. 이는 해석모델에서는 고압의 주입조건에서 단층의 지속적인 전단파괴가 유도되는 반면, 현장에서는 수리간극의 변화가 전단 미끄러짐보다는 인장력에 의한 단층면의 개방(tensile opening)에 크게 의존하는 것으로 추정되기 때문이다.

• 지질공학
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• 제11권3호
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• pp.279-294
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• 2001

지하구조물 건설시에 구조물의 안정성을 확보하거나 우물을 굴착할 때 충분한 양의 지하수를 확보하기 위해서는 정확한 수리적 매개변수를 알아내는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 금정산 화강암지역에 시추된 6개 시험공의 여러 심도에서 수압시험을 실시하고, Moye식과 Hvorslev식을 이용하여 수리전도도를 구하였다. 또한 수리전도도와 텔레뷰어검층 및 시추코어자료로부터 얻어진 단열빈도를 서로 비교하고, 이들간의 상관성을 구하였다. 그 결과, 대부분의 시험공에서 텔레뷰어 자료가 시추코어자료보다 수리전도도와의 상관성이 높으나, 상관계수는 0.5미만이다. 이것은 연구지역 화강암의 수리전도도가 단열빈도뿐만 아니라 단열의 간극, 길이, 연결성, 방향, 경사도 그리고 충전물 등과도 복합적으로 관련됨을 암시한다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권6호
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• pp.585-594
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• 2019

In-situ leaching could be one of the promising mining methods to extract the minerals from deep fractured rock mass. Constrained by the low permeability at depth, however, the performance does not meet the expectation. In fact, the rock mass permeability mainly depends on the pre-existing natural fractures and therefore play a crucial role in in-situ leaching performance. More importantly, fractures have various characteristics, such as aperture, persistence, and density, which have diverse contributions to the promising method. Hence, it is necessary to study the variation of fluid rate versus fracture parameters to enhance in-situ leaching performance. Firstly, the subsurface fractures from the depth of 1500m to 2500m were mapped using the discrete fracture network (DFN) in this paper, and then the numerical model was calibrated at a particular case. On this basis, the fluid flow through fractured rock mass with various fracture characteristics was analyzed. The simulation results showed that with the increase of Fisher' K value, which determine the fracture orientation, the flow rate firstly decreased and then increased. Subsequently, as another critical factor affecting the fluid flow in natural fractures, the fracture transmissivity has a direct relationship with the flow rate. Sensitive study shows that natural fracture characteristics play a critical role in in-situ leaching performance.

• 대한지하수환경학회지
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• 제4권3호
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• pp.111-115
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• 1997

파쇄매질에서 불규칙한 양상의 유체유동과 용질이동의 모의를 위하여 연속체 모델을 대체하는 분리단열망 모델의 이용이 확산되고 있다. 분리단열망 모델은 단열내 유량이 단열 간극의 삼승에 비례한다는 삼승법칙과 매질이 이러한 단열의 통계적 조합으로 구성된다는 가정에 바탕을 두고 있다. 본 연구는 단열교차점에서 삼승법칙의 유효성이 유지될 수 있는가를 평가하기 위하여 경계좌표계 변환법을 이용하여 단열간 교차각과 단열에서 유량분포의 관계를 분석하였다. 단열 교차각의 변화에 따른 유선의 분포에 대한 분석을 통하여 단열의 기하학적 형태가 단열의 유량분포에 영향을 미침을 확인하였다. 따라서, 삼승법칙에 대한 엄밀한 수치적 실험적 검증이 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제47권3호
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• pp.247-254
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• 2014

불균질한 자연균열 저류층에서 암체의 압축률은 매우 작은 값을 가지는 반면에 균열의 압축률은 상대적으로 큰 값을 갖는다. 균열의 압축률을 포함한 유효 압축률을 고려하지 않을 경우에는 균열의 간극 변화로 인한 공극 부피의 변화를 반영할 수 없기 때문에 정확한 오일 회수를 예측할 수 없다. 본 연구에서는 기존의 연구들에서 암체의 압축률만을 고려하여 오일 회수를 분석했던 것과 달리, 암체와 균열의 압축률을 모두 고려한 유효 압축률을 적용해서 오일 회수량을 분석하였다. 폴리머 공법에서 균열의 압축률이 폴리머의 주입에 미치는 영향을 이해하기 위해, 폴리머의 분자량, 농도, 주입속도에 따른 오일 회수량을 분석하였다. 유효 압축률을 고려할 경우 폴리머 분자량, 농도, 주입속도가 높아질수록 유효 압축률을 고려하지 않은 경우가 고려한 경우보다 누적 오일 생산량이 높게 나타났다. 또한 공저 압력의 경우에도 유효 압축률을 고려하지 않은 경우가 고려한 경우보다 빠르게 급감하여 오일 생산량에 영향을 주는 것을 확인할 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제27권5호
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• pp.303-311
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• 2017

본 연구는 다양한 기하학적 속성을 갖는 총 72개의 DFN 블록에 대하여 DFN 유동모델과 등가의 수리상수를 사용한 연속체 모델을 각각 적용하여 두 결과 간의 상관성을 분석하였다. DFN을 연속체로 가정한 이론적 블록수리전도도와 DFN 유동모델로 산정한 블록수리전도도 사이의 상대오차(ER)가 0.2 이하인 DFN 조건에서 두 접근법 사이에 강한 선형 관계를 이루며 두 결과가 거의 일치하는 것으로 평가되었다. DFN 매질에 대한 연속체 유동해석의 현장적용 가능성을 검토하기 위하여 다양한 DFN 조건을 갖는 지중 원형공동에서의 지하수 유입에 대한 모의 수치실험이 총 48회 수행되었다. 일정한 수리간극의 DFN 매질에 대한 등가연속체 유동모델은 유효한 것으로 평가되었지만 수리간극 변화로 인하여 이방성이 증대되면 DFN 유동모델에 의한 결과에 비하여 과대평가될 가능성이 높다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.5-14
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• 2009

본 연구에서는 유효수직응력의 영향을 받고 있으며, 공간적으로 상관된 간극분포를 포함하고 있는 단일 균열 내에서의 용질이동에 대한 공간적 거동을 수치적으로 분석하였다. 분석결과 단일 균열에서의 용질이동은 간극분포의 공간적 상관정도와 적용된 유효수직응력에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 공간적 상관길이가 증가함에 따라 용질입자의 평균이동시간은 감소하였으며, 또한 용질이동에 대한 굴곡도와 Peclet 수(유체흐름에 의한 용질의 이송율과 분자확산율과의 관계를 나타내는 무차원 수)가 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 공간적 상관길이가 증가할수록 단일 균열 내의 간극분포가 용질입자의 이동에 유리하다는 것을 의미한다. 그러나 유효수직응력이 증가할수록 용질입자의 평균이동시간과 굴곡도는 증가하는 경향을 나타냈으며, Peclet 수는 감소하는 경향을 나타냈다. 이는 유효수직응력이 증가할수록 접촉면의 증가로 인해 한 두 개의 상대적으로 큰 국부유량을 가지는 유로를 따라 이동하기 때문인 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서 용질이동에 대한 모의된 결과에 근거하여 공간적 상관길이에 따른 유효수직응력과 용질의 평균이동시간과의 관계를 나타내는 지수형태의 상관식을 제안하였다.