• 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.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.102-105
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• 2002

A new finite difference model is developed for solute transport in a fractured medium that can consider advection, adsorption, first-order decay, and scale-dependent dispersivity of individual fractures. In the model, the dispersivity of individual fractures is employed as a variable increasing with travel distance from a source. The model is verified using an analytical solution for a single fracture. A solution from the new model is independent of the outlet boundary condition of fractures, and has little numerical dispersion error.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.93-97
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• 2001

시추공의 구간별 수리전도를 추정하는 방법으로는 수압시험(packer test)이 많이 이용되는데 최근에는 유속측정기(flowmeter)를 이용한 시추공 검층법이 개발되어 활발한 연구가 진행 중이다. 본 연구에서는 열원(heat-pulse) 공급 방식의 유속측정기를 이용하여 공주대학 교내에 설치된 시추공에서 자연 유속(ambient flow) 및 양수 유발 유속(pump-induced flow)을 측정하였으며, 자료를 분석하여 수리전도도의 수직적인 분포를 산정하였다. 분석 결과는 수압시험에 의해 산정된 수리전도도의 분포와 잘 일치하였으며, BIPS에 의해 촬영된 시추공 영상 자료와 비교함으로써 지하수 유동과 관련된 투수성 단열(conductive fracture) 들의 수직적인 위치를 정확하게 파악할 수 있었다. 분석 결과는 암반 대수층 내에 발달된 단열망(fracture network)에 대한 3차원적인 정보를 제공할 수 있으며, 이는 효과적인 지하수 모니터링, 모델링, 및 정화 설계(remedial design)에 필요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권11호
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• pp.1139-1150
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• 1997

A model for predicting the relative density and the compressive strength of open-cell ceramics with three-dimensional network structure was proposed through the interpretation of their macrostructure and fracture mechanics. The equation predicting the relative density was derived under the assumption that the open-cell structure was a periodic array of the tetrakaidecahedron unit cell consisting of cylindrical struts containing the internal hollow with the shape of a triangular prism. The model for compressive strength of open-cell ceramics with the hollow strut was also developed by modifying conventional model which based on fracture behavior of them subjected to the compressive stress. Both the relative density and the compressive strength were expressed in terms of the ratio of the strut diameter to the length together with the ratio of the hollow size to the strut diameter. The proposed model for the relative density and the compressive strength of the alumina-zirconia composite with open-cell structure were accorded well with the experimental values, whereas Gibson-Ashby and Zhang's model did not show such a good agreement.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.51-54
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• 2003

Three kinds of experiments were conducted to test existing methods and develop an effective methodology for the remediation of DNAPL trapped in vertical dead-end fractures. A water-flushing method failed to remove TCE from vertical dead-end fractures where no fluid flow occurs. A water-flushing experiment implies that existing remediation methods, utilizing water-based remedial fluid such as surfactant-enhanced method, have difficulty in removing DNAPL trapped from the vertical downward dead-end fractures, because of no water flow through dead-end fractures, capillary, and gravity forces. Fluid denser than TCE was injected into the fracture network, but did not displace TCE from the vertical dead-end fractures. Base(B on the analysis of the experiments, the increase in the density of the dense fluid and the addition of surfactant to the dense fluid were suggested, and this composite dense fluid with surfactant effectively removed TCE from the vertical dead-end fractures.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권1호
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• pp.52-61
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• 2000

The role of quantitative nondestructive evaluation of defects is becoming more important to assure the reliability and the safety of structure, which can eventually be used for residual life evaluation of structure on the basis of fracture mechanics approach. Although ultrasonic technique is one of the most widely used techniques for application of practical field test among the various nondestructive evaluation technique, there are still some problems to be solved in effective extraction and classification of ultrasonic signal from their noisy ultrasonic waveforms. Therefore, crack size determination through a neural network based on the back-propagation algorithm using back-scattered ultrasonic signals is established in this study. For this purpose, aluminum plate containing vertical or inclined surface breaking crack with different crack length was used to receive the back-scattered ultrasonic signals by pulse echo method. Some features extracted from these signals and sizes of cracks were used to train neural network and the neural network's output of the crack size are compared with the true answer.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2009년도 학술논문요약집
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• pp.187-187
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• 2009

Opening of fractures induced by shear dilation or normal deformation can be a significant source of fracture permeability change in fractured rock, which is important for the performance assessment of geological repositories for spent nuclear fuel. As the repository generates heat and later cools the fluid-carrying ability of the rocks becomes a dynamic variable during the lifespan of the repository. Heating causes expansion of the rock close to the repository and, at the same time, contraction close to the surface. During the cooling phase of the repository, the opposite takes place. Heating and cooling together with the, virgin stress can induce shear dilation of fractures and deformation zones and change the flow field around the repository. The objectives of this work are to examine the contribution of thermal stress to the shear slip of fracture in mid- and far-field around a KBS-3 type of repository and to investigate the effect of evolution of stress on the rock mass permeability. In the first part of this study, zones of fracture shear slip were examined by conducting a three-dimensional, thermo-mechanical analysis of a spent fuel repository model in the size of 2 km $\times$ 2 km $\times$ 800 m. Stress evolutions of importance for fracture shear slip are: (1) comparatively high horizontal compressive thermal stress at the repository level, (2) generation of vertical tensile thermal stress right above the repository, (3) horizontal tensile stress near the surface, which can induce tensile failure, and generation of shear stresses at the comers of the repository. In the second part of the study, fracture data from Forsmark, Sweden is used to establish fracture network models (DFN). Stress paths obtained from the thermo-mechanical analysis were used as boundary conditions in DFN-DEM (Discrete Element Method) analysis of six DFN models at the repository level. Increases of permeability up to a factor of four were observed during thermal loading history and shear dilation of fractures was not recovered after cooling of the repository. An understanding of the stress path and potential areas of slip induced shear dilation and related permeability changes during the lifetime of a repository for spent nuclear fuel is of utmost importance for analysing long-term safety. The result of this study will assist in identifying critical areas around a repository where fracture shear slip is likely to develop. The presentation also includes a brief introduction to the ongoing site investigation on two candidate sites for geological repository in Sweden.

• 터널과지하공간
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• 제11권1호
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• pp.42-58
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• 2001

지하 공간시설로부터 나오는 오염물질의 유출량이나 유출경로를 예측하려는 일은 인간이 건설한 각종 시설로부터 환경을 보호하려는 노력의 일환이다. 특히 방사성폐기물의 핵종이 심부처분장으로부터 생태계로 도달하기까지의 이동경로 및 소요시간을 예측하는 것은 처분장의 안전성을 평가하는데 기본적인 요소가 된다. 오염물질은 암반 불연속면 내의 지하수를 통하여 이동하게 되므로 지하 암반에서의 불연속면을 통한 지하수의 흐름을 파악하는 것은 처분장의 부지선정이나 안전성을 평가하는데 중요한 요소 중의 하나이다. 본 연구에서는 유류비축기지가 건설될 부지를 연구대상으로 선정하고 풍부한 현장 조사자료를 근거로 기하학적 및 수리학적으로 일치하는 3차원 균열망 모델을 구축하고 이를 근거로 계산된 이방성 수리전도도를 복잡한 산악지형을 반영한 3타원 다공성 연속체모델에 입력하여 지하수의 유동경로 및 유동시간을 계산하였다. 본 연구를 통한 여러 가지 결과로부터 여기서 제시한 지하시설물로부터 유출된 지하수의 유동경로 및 생태계 도달 소요시간을 예측하는 방법이 보다 합리적이면서 타당하다는 결론을 내릴 수 있었으며, 방사성폐기물 처분장의 안전성을 평가하는데 본 연구에서 제시한 방법과 절차를 적용할 필요가 있다고 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제53권3호
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• pp.271-285
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• 2020

본 연구는 절리의 기하학적 속성이 절리성 암반의 변형 특성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 삼차원 불연속절리망(DFN; discrete fracture network) 시스템에 대한 개별요소법 기반의 응력-변형 해석과 관련된 수치실험을 수행하였다. 1~2 개의 확정적 방향성을 갖는 절리군을 사용하여 절리의 빈도와 길이분포를 달리하며 추계론적으로 생성한 총 12개의 1000㎥ 정육면체 DFN 블록에 대하여 삼차원 직교좌표계의 축 방향에 따른 변형계수가 산정되었다. 또한, 일부 DFN 블록은 삼차원상에서 매 30° 간격의 선주향 및 선경사 방향을 축차응력 방향으로 설정하고 변형계수를 산정하였다. 절리의 길이가 증가할수록 DFN 블록의 변형계수는 더욱 저감되는 것으로 평가되었다. 절리의 빈도 증가는 절리의 길이가 짧아서 상대적으로 암교 효과가 큰 경우 DFN 블록의 변형계수 저감에 유의미한 영향을 미치지 못 할 가능성도 있지만 절리길이가 길수록 절리빈도의 증가가 DFN의 이방적 변형계수에 지대한 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 절리의 길이와 빈도 변화에 따른 이방적 변형계수의 변화는 DFN에 분포하는 절리군의 개수 및 방향성에 크게 좌우된다. DFN 블록의 변형 특성은 삼차원상의 방향에 따라 다르게 발현되는 것으로 평가되었다. 마지막으로 본 연구는 절리의 기하학적 속성이 고려된 응력-변형 해석을 위한 수치해석 절차를 제시하였으며 현장규모의 실무 적용을 위한 방법론에 대하여 토의하였다.

• 지질공학
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• 제32권1호
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• pp.59-72
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• 2022

본 연구는 부산 기장지역의 백악기 흑운모 화강암에 대하여 삼차원 개별체 수치해석 기반의 응력-변형 해석을 수행하고 절리성 암반의 강도 및 변형특성을 평가하였다. 절리성 암반의 역학적 특성에 대한 규모효과 및 REV를 규명하기 위한 워크플로우가 제시되었으며 연구지역에서 결정된 REV(representative elementary volume) 크기의 DFN(discrete fracture network) 큐브 블록에 대한 블록강도, 변형계수, 전단탄성계수, 체적탄성계수 등의 강도 및 변형 파라미터가 산정되었다. 연구지역의 역학적 REV 크기는 15 m 큐브로 평가되었으며 DFN 큐브 블록의 평균 블록강도 및 평균 변형계수는 각각 신선암의 52.8% 및 57.7%로 추정되었다. 연구지역의 절리성 암반은 역학적으로 뚜렷한 직교이방성을 나타내는 것으로 평가되었으며 삼차원 수치해석을 통하여 산정된 변형 파라미터를 이용하여 선형-탄성의 직교이방성 구성모델이 도출되었다. 연구지역에 대한 직교이방성 구성모델은 등가의 연속체 해석을 통한 터널 및 지하공간의 안정성 평가에 활용될 수 있다.