• 제목/요약/키워드: fractured rock

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균열암반 물리검층 자료의 수리지질특성에 대한 다변량 통계분석

  • 고경석;황세호;이진수;김용제;김태희
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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    • pp.373-376
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    • 2004
  • To investigate the vertical petrological and hydrological characteristics of fractured rock, geophysical and chemical logging were executed at 5 boreholes installed in the study area. The geophysical and hydrochemical logging data were analysed by using principal components analysis (PCA). Three main variables from PCA explained 86.4% of total variance of geophysical log data. The PCA results showed that PCl is closely related to groundwater properties and PC2 and PC3 are influenced by rock and fracture properties. Hydrochemical analysis indicated the presence of highly fractrued zone at the depth of 60m.

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열극암반에서의 지하수 유동 특성 분석 (Evaluation of the Groundwater Flow in Fractured Rock Masses)

  • 김계남;김재한;안종성
    • 물과 미래
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    • 제23권2호
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    • pp.227-237
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    • 1990
  • 본 연구에서는 암반에 분포된 열극이 미치는 영향을 고려하여 줌으로써 암반에서의 지하수 유동특성을 보다 더 정확하게 분석하였다. 이를 위하여 GFFP-WT 모형을 사용하여 암반에서의 지하수 유동 특성을 분석해 본 결과, 암반의 특수계수가 작은 화강반암 지층에서는 등수두선이 수렴하므로 지하수 유동로의 방향이 변화되며, 암반내에 분포한 열극은 유동지역의 수두분포값을 변화시키므로 지하수의 유동시간에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

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블록크기 및 균열의 기하학적 속성에 따른 2-D DFN 시스템의 블록수리전도도 특성 (Characteristics of Block Hydraulic Conductivity of 2-D DFN System According to Block Size and Fracture Geometry)

  • 한지수;엄정기
    • 터널과지하공간
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    • 제25권5호
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    • pp.450-461
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    • 2015
  • 본 연구는 블록크기 및 균열의 기하학적 속성이 균열암반의 수리적 특성에 미치는 효과를 파악하기 위해 이차원 등가파이프 연결구조에 기반을 둔 DFN 유체유동 해석기법을 적용하여 수치실험을 수행하였다. 두 개의 균열군을 사용하여 균열의 기하학적 속성 변화를 반영할 수 있도록 방향, 면적빈도, 길이분포를 달리하며 이차원 영역에 추계론적으로 생성한 총 72개의 DFN 블록에 대하여 방향에 따른 블록수리전도도가 산정되었다. 또한, 각각의 DFN 블록에서 이론적 블록수리전도도, 주 수리전도도텐서 및 평균블록수리전도도를 추정하여 비교분석한 결과, 블록크기 및 균열의 기하학적 속성은 균열성 암반의 수리적 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 균열군의 교차각이 작을수록, 면적빈도가 낮고 길이분포가 짧을수록 DFN 시스템은 유체유동에 대한 REV를 정의하기 어려우며 방향에 따른 블록수리전도도의 변동성이 강하게 나타났다. 일반적으로 블록크기가 커질수록 DFN 시스템에 대한 등가연속체 취급 가능성은 높아진다.

절리성 암반의 이차원 균열텐서 파라미터와 수리적 특성 간의 상관성 분석에 관한 연구 (Analysis of Relationship between 2-D Fabric Tensor Parameters and Hydraulic Properties of Fractured Rock Mass)

  • 엄정기;한지수
    • 터널과지하공간
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    • 제27권2호
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    • pp.100-108
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    • 2017
  • 균열텐서 파라미터는 절리의 기하학적 속성이 결합된 효과를 지시하는 척도로 사용할 수 있으며 불연속절리망(DFN)에서 유체 유동통로의 연결 상태를 정량화할 수 있다. 본 연구는 이차원 DFN의 균열텐서 파라미터와 수리적 특성 간의 상관성 분석을 수행하였다. DFN에서 임의 방향으로의 수리전도도는 이에 직교하는 방향으로 산정된 균열텐서성분과 강한 비선형 관계를 갖는 것으로 평가되었다. 서로 다른 규모의 이차원 DFN 블록에서 방향에 따른 균열텐서의 일차불변량($F_0$)을 방사형 도표로 나타내었을 때, 방향에 따른 $F_0$ 값의 유의미한 변화가 없는 원형의 플롯은 절리성 암반을 대표요소체적으로 취급하기 위한 필요조건이 될 수 있다. DFN 블록에서 임의 방향으로 개별체 해석기법으로 산정한 수리전도도와 이론적 수리전도도 사이의 상대오차(ER)는 $F_0$의 증가에 따라 감소한다. $F_0$는 평균 블록수리전도도와 강한 함수관계를 갖는 것으로 분석되었다.

삼차원 절리텐서 파라미터가 절리성 암반의 변형특성에 미치는 영향 (Effects of 3-D Fracture Tensor Parameters on Deformability of Fractured Rock Masses)

  • 류성진;엄정기
    • 터널과지하공간
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    • 제31권1호
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    • pp.66-81
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    • 2021
  • 본 연구는 삼차원 절리텐서 파라미터와 DFN(discrete fracture network) 블록의 변형특성 간의 상관성 분석을 수행하여 절리텐서의 방향성분 및 일차불변량이 절리성 암반의 변형계수 및 전단탄성계수에 미치는 영향을 평가하였다. 확정적 방향성을 갖는 1~2개의 절리군을 사용하여 절리의 빈도 및 길이분포의 변화에 따라 생성한 총 224개의 DFN 블록에 대하여 절리텐서 파라미터가 산정되었다. 또한, 정육면체 DFN 블록에 대하여 개별요소법을 활용하여 서로 직교하는 세 방향으로 변형특성이 추정되었다. 절리텐서의 일차불변량이 증가할수록 변형계수 및 전단탄성계수는 대체로 저감되는 양상을 나타내지만, 감소폭이 줄어들어 일차불변량이 특정 기준값을 상회하면 변형계수 및 전단탄성계수는 거의 일정한 값을 유지하였다. 삼차원 DFN 블록에 대한 지향적 변형특성은 대응하는 방향의 절리텐서성분과 멱함수의 강한 상관관계를 도출하였다.

고심도 균열암반대수층 수리지질특성 평가를 위한 정압주입시험 조사절차 및 현장적용사례 연구 (Standard Procedures and Field Application Case of Constant Pressure Injection Test for Evaluating Hydrogeological Characteristics in Deep Fractured Rock Aquifer)

  • 이항복;박찬;박의섭;정용복;천대;배성호;김형목;김기석
    • 터널과지하공간
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    • 제33권5호
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    • pp.348-372
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    • 2023
  • 고심도 균열암반대수층 환경에서 주로 수행되는 방사성폐기물 처분사업과 관련하여, 부지적합성 및 운영 시 안정성 평가를 평가하는데 있어 해당 대상 부지의 수리지질특성 평가는 필수적이다. 이러한 심부 수리지질 특성평가에 사용되는 인자 자료는 대상 부지에 굴착된 시추공을 이용한 원위치 수리시험을 통해 얻어지는데, 이 때 조사 결과의 정확도와 신뢰성은 적합한 시험방법의 선택, 조사 시스템의 성능, 조사절차의 표준화와 직접적으로 연결된다. 본 보고에서는 심부 암반대수층의 핵심 수리지질 평가인자인 수리전도도와 저류계수를 구하기 위한 대표적인 시험법인 정압주입시험의 상세조사절차를 소개하였다. 본 보고는 2022년도에 제안한 암반공학회 정압주입시험 관련 표준시험법 자료를 보완하여 구체화 하였으며, 본 조사절차가 실제 적용된 화산암 지역 시추공 현장적용 사례도 함께 소개하였다.

MODELING THE HYDRAULIC CHARACTERISTICS OF A FRACTURED ROCK MASS WITH CORRELATED FRACTURE LENGTH AND APERTURE: APPLICATION IN THE UNDERGROUND RESEARCH TUNNEL AT KAERI

  • Bang, Sang-Hyuk;Jeon, Seok-Won;Kwon, Sang-Ki
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제44권6호
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    • pp.639-652
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    • 2012
  • A three-dimensional discrete fracture network model was developed in order to simulate the hydraulic characteristics of a granitic rock mass at Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) Underground Research Tunnel (KURT). The model used a three-dimensional discrete fracture network (DFN), assuming a correlation between the length and aperture of the fractures, and a trapezoid flow path in the fractures. These assumptions that previous studies have not considered could make the developed model more practical and reasonable. The geologic and hydraulic data of the fractures were obtained in the rock mass at the KURT. Then, these data were applied to the developed fracture discrete network model. The model was applied in estimating the representative elementary volume (REV), the equivalent hydraulic conductivity tensors, and the amount of groundwater inflow into the tunnel. The developed discrete fracture network model can determine the REV size for the rock mass with respect to the hydraulic behavior and estimate the groundwater flow into the tunnel at the KURT. Therefore, the assumptions that the fracture length is correlated to the fracture aperture and the flow in a fracture occurs in a trapezoid shape appear to be effective in the DFN analysis used to estimate the hydraulic behavior of the fractured rock mass.

균열암반에서 방사성 붕괴사슬과 콜로이드를 동반한 방사성 핵종의 이동에 관한 이론적 연구 (A Theoretical Study on the Colloid-facilitated Radionuclide Transport with Decay Chain in the Fractured Rock)

  • 박진백;황용수;강철형
    • 터널과지하공간
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    • 제13권1호
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    • pp.20-32
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    • 2003
  • 균열암반에서 콜로이드를 동반한 방사성 핵종의 이동을 핵종붕괴사슬과 주변암반으로제한적 분자확산을 고려하여 모사하였다. 암반 내 핵종 이동을 모사하기 위한 핵종이동 시스템과 지배 방정식 및 초기/경계 조건을 설정하여 반 해석해를 도출하였으며, 수치적 라플라스 역변환을통하여 반해석해의 검증을 실시하였다. 유사콜로이드의 반응상수가 균열 내에 미치는 영향과 콜로이드의 여과작용이 핵종이동에 미치는 영향 그리고 주변 암반으로 제한적 확산이 핵종이동에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 지하수 내에 존재하는 유사 콜로이드의 양이 많아질수록 균열 내 방사성 핵종이동의 가속현상이 크게 나타났으며 여과 계수가 모든 핵종에 대하여 $10^{-3}$ (m$^{-1}$)보다 클 경우 여과에 의한 핵종 지연을 무시할 수 없었다. 콜로이드 존재로 인한 핵종가속과 더불어, 주변암반으로 방사성핵종의 분자확산이 제한적일 경우에 예측된 핵종가속현상은 확산깊이가 적을수록 더 커지는 것을 알 수 있었고, 이때 가속에 영향을 주는 유효확산깊이가 존재하는 것을 발견할 수 있었다. 또한 주변암반의 저지계수가 클수록 제한적 확산깊이에 따른 핵종들의 가속범위의 증가를 볼 수 있었다.

단열암반 대수층에서 조석분석법을 이용한 수리상수 추정 (Hydrogeologic Parameter Estimation by Using Tidal Method in a Fractured Rock Aquifer)

  • 심병완;정상용
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제9권3호
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    • pp.27-32
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    • 2004
  • 해안가에 발달된 단열암반 대수층에서 수리지질 인자를 추정하기 위하여 조석에 의한 지하수위 변동 현상을 이용하는 조석분석법을 적용하였다. 두 관측정의 지하수위 시계열 자료는 조석에 의한 대수층내 유효응력 전달에 의해 조수위 변동과 비슷한 사인곡선 형태로 나타났다. 교차상관함수를 이용하여 조석과 두 관측정의 지하수위 변동 사이의 개략적인 시간지연을 계산하였으며, 그 결과 심도가 깊은 공의 시간지연이 크게 나타났다. 그리고 조석효율과 시간지연을 계산하여 이들로부터 각각의 저류계수를 추정한 결과 큰 차이를 나타내었다. 본 연구지역에서 실시된 순간충격 시험에 의하여 측정된 저류계수는 조석분석법에서 시간지연을 이용하여 계산한 값과 유사하게 나타나며, 심도가 깊은 공에서 보다 비슷한 값을 나타내고 있다. 조석효율은 피압층에 발달된 균열로 인한 자유면대수층의 영향과 수직적인 지하수 유동에 의해 대수층의 수리상수를 추정하는데 한계가 있는 것으로 사료된다. 따라서 조석분석법은 해안대수층의 수리지질인자를 추정하는데 지하수공의 위치나 대수층의 수리지질적 특성을 고려하여 해석한다면 경제적이고 유용한 방법으로 판단된다.