• 자원환경지질
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• 제51권1호
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• pp.67-76
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• 2018

본 연구는 해외 친환경에너지타운에서 보어홀 지중열 저장(BTES) 기술을 활용한 융복합 열에너지 공급 시스템의 3가지 사례로서 캐나다의 ADEU(Alexandra District Energy Utility) 및 DLSC(Drake Landing Solar Community)와 덴마크의 Brædstrup Solpark를 조사하였다. 이들 지역 냉난방 시스템들은 효율과 지속가능성을 높이기 위하여 다중 에너지원을 활용하고 있다. ADEU는 리치몬드시에서 726 개의 지중열교환기로 이루어진 지열필드 및 천연 가스 백업 보일러를 이용한 대규모 지역에너지 공급을 위해 개발되었다. 그리고 캘거리시 인근 Okotoks에 위치한 DLSC는 여름철에 풍부한 태양열 에너지를 144 개의 지중열교환기를 통하여 지중에 저장하고 겨울철 난방을 위해 각 주택에 열에너지를 분배하는 계간축열 방식의 지역난방 시스템이다. Brædstrup Solpark 지역난방 시스템은 태양열, 히트 펌프, 보일러 플랜트 및 계간축열을 위한 48 개의 지중열교환기로 구성되며 다중 에너지원을 이용하여 열을 저장한다. BTES 시추공의 심도와 축열량은 지하수 유동과 지반의 열물성에 따라 영향을 많이 받는다. 이러한 시스템들은 경쟁력 있는 에너지 가격으로 장기적인 에너지를 공급함으로서 신뢰성과 경제성을 평가 받았다. 그리고 ADEU와 Brædstrup Solpark는 서비스 영역 확장을 위한 장기 에너지 공급 계획을 기반으로 확장이 진행중이다. 본 조사를 통하여 이러한 시스템들은 사회 경제적인 이익 뿐만아니라 환경적인 관점이 설계에 반영되어 있는 것을 알 수 있었다. 국내에서도 이러한 프로젝트를 실시하기 위해서는 지방 정부 또는 관련 기관의 에너지 정책 지원 뿐만아니라, 관리 기관 설치를 통한 장기적인 협력이 필요하다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.47-55
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• 2002

압력분사 그라우팅 네일을 이용한 사면보강공법은 천공 후 그라우트재에 압력을 가하여 그라우트재의 천공홀 충전뿐만 아니라 지반으로의 침투주입 효과를 일으켜, 전체적인 보강력 증대를 기대하는 공법이다. 이런 특성을 설계에 반영하기 위해서는 구조재료 자체에 의한 지반보강효과 뿐만 아니라 압력분사 그라우팅에 따른 지반강도의 증진효과를 정량적으로 평가하는 것이 선행되어야 하나 아직까지는 이에 대한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 절리가 발달한 풍화암 사면을 대상으로 시험시공 및 계측을 실시하고, 얻어진 계측값을 평가하여 절리가 발달한 풍화암 사면에서의 보강특성을 확인하였다. 또한 계측값으로부터 얻은 보강특성을 설계에 적용하기 위한 역해석 기법을 제안하였으며, 제안된 역해석 기법을 통하여 암반사면에서의 압력분사 그라우팅 네일 공법의 효용성을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제11권2호
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• pp.174-181
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• 2001

지하채굴로 생성된 공동이 충전되지 않은 상태로 있으면 공동 천반의 이완과 붕락에 의해 지반침하 및 지표함몰이 발생한다. 특히, 채굴적 상부에 구조물이 건축될 경우 구조물의 안정성에 심각한 영향을 미친다. 본 연구는 A 채광 지역 채굴적의 충전상태 및 채굴적 분포상황을 조사하기 위해 시추조사와 시추공 카메라 조사를 수행하였으며, 표준관입시험을 통해 암반의 물성 및 지반의 지지력을 측정하였다. 또한 전산해석 프로그램(FLAC)을 이용해 채굴적 상부에 구조물이 구축될 경우 발생하는 지반침하 및 지반침하가 구조물의 안정성에 미치는 영향을 조사하였다. 지반조사 결과 채굴적은 대부분 전석이나 광미(tailing)등과 같은 물질로 충전된 상태였고, 충전물의 공학적 분류는 SM에 속했다. 측정 자료를 근거로 실시한 전산해석 결과충전된 채굴적 상부에 구조물이 구축될 경우 구조물 및 지반의 안정성에 는 큰 문제가 없는 것으로 조사되었다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.1-6
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• 2022

Ground source heat pump (GSHP) system is highly efficient and environment-friendly and supplies heating, cooling and hot water to buildings. For an optimal design of the GSHP system, the ground thermal properties should be determined to estimate the heat exchange rate between ground and borehole heat exchangers (BHE) and the system performance during long-term operating periods. However, the process increases the initial cost and construction period, which causes the system to be hindered in distribution. On the other hand, much research has been applied to the artificial neural network (ANN) to solve problems based on data efficiently and stably. This research proposes the predictive performance model utilizing ANN considering local characteristics and weather data for the predictive performance model. The ANN model predicts the entering water temperature (EWT) from the GHEs to the heat pump for the modular GHEs, which were developed to reduce the cost and spatial disadvantages of the vertical-type GHEs. As a result, the temperature error between the data and predicted results was 3.52%. The proposed approach was validated to predict the system performance and EWT of the GSHP system.

• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.525-534
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• 2014

폐광 부지에서 발생하는 대표적인 환경 문제는 산성으로 오염된 지표수와 지하수, 적재된 폐광석 및 광미, 채굴 활동으로 야기된 지반침하 현상을 들 수 있다. 이 논문은 광해 유형에 따라 재해 및 오염영역을 효율적으로 탐지했던 지구물리탐사방법들을 고찰하는데 있다. 시험 자료로서 토양오염, 산성광산배수, 지반침하, 인공차수막 파손 및 광미/폐광석 적치장을 각각 대표하는 네 개의 폐광 부지를 선택하였다. 자료 검증을 위해 물리탐사자료는 자료의 유형에 따라 시추자료(코어 샘플, 물리검층, 토모그래피 등)와 물 자료(수소이온농도, 전기전도도, 중금속원소 등)와 비교하였다. 토양오염 탐지에 있어서 낮은 전기비저항 이상대는 특히 구리, 납, 아연의 중금속 농도가 높은 지역과 부합된다. 산성광산배수의 유동 경로는 자연전위 곡선에서 음의 전위 이상대, 전기비저항자료에서의 저비저항 이상대, 지하레이더 자료에서의 얕은 투과깊이 영역으로 탐지되었다. 채굴적은 전기비저항 단면에서의 저비저항 이상대, 탄성파토모그래피에서 낮은 속도 영역, 물리검층곡선의 복합해석으로 특징되며, 정확한 위치는 코어자료와 시추공영상자료에서 잘 확인되었다. 침출수 유동을 차단하기 위해 설치된 인공차수막의 파손 구간은 전기비저항 자료에서의 국부적인 이상대로 정확히 탐지되며 매립된 폐석더미는 고비저항 이상대와 저속도 이상대로 특징된다.

• 터널과지하공간
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• 제17권6호
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• pp.484-492
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• 2007

국내에서는 주로 환산거리 진동예측식에 의한 발파진동 예측 방법이 사용되고 있다. 그러나 이러한 환산거리방식은 실규모의 발파가 시행되어져야 할 필요성이 있다. 최근 국내에서는 터널 등의 공사 시행 전 사전 조사단계에서 발파진동의 영향권을 예측하려는 시도로서 지질 조사용 시추공 등에 장약 발파하여 지반진동을 측정하고 본 발파의 발파 진동을 예측하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 이러한 발파진동 예측 방법은 본 발파시의 진동의 전달 특성을 완전하게 반영하지는 못한다. 이러한 발파진동 예측방법의 결점을 보완하기 위하여 본 연구에서는 사전 조사 단계의 단일공 파형 중첩 모델링을 통하여 발파진동을 예측하는 방법을 개발하였다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.24-32
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• 2016

Commercial buildings and institutions are generally cooling-dominated and therefore reject more heat to a borehole ground heat exchanger (BHE) than they extract over the annual cycle. Shallow ponds can provide a cost-effective means to balance the thermal loads to the ground and to reduce the length of BHE. This paper presents the analysis results of the impact of design parameters on the length of SWHE pipe and its application effect on geothermal heat pump (GHP) system using BHE. In order to analysis, we applied ${\varepsilon}-NTU$ method on designing the length of SWHE pipe. Analysis results show that the required pipe length of SWHE was decreased with the increase of approach temperature difference and with the decrease of pipe wall thickness. In addition, when the SWHE was applied to the GHP system, the temperature of BHE was more stable than that of standalone BHE system.

• 설비공학논문집
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• 제17권2호
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• pp.173-182
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• 2005

The Performance of U-tube ground heat exchanger for geothermal heat Pump systems depends on the thermal properties of the soil, as well as grout or backfill materials in the borehole. In-situ tests provide a means of estimating some of these properties. In this study, in-situ thermal response tests were completed on two vertical boreholes, 130 m deep with 62 mm diameter high density polyethylene U-tubes. The tests were conducted by adding a monitored amount of heat to water over a $17\~18$ hour period for each vertical boreholes. By monitoring the water temperatures entering and exiting the loop and heat load, overall thermal conductivity values of grout/soil formation were determined. Two parameter estimation models for evaluation of thermal response test data were compared when applied on the same temperature response data. One model is based on line-source theory and the other is a numerical one-dimensional finite difference model. The average thermal conductivity deviation between measured data and these models is of the magnitude $1\%$ to $5\%$.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.125-132
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• 2006

To estimate the local site effects at two town fortress areas where stone parapets were collapsed during historical earthquakes, site characteristics were evaluated using borehole drillings and seismic tests and equivalent-linear site response analyses were conducted based on the shear wave velocity (Vs) profiles determined from site investigations. The study sites are categorized as site classes C and B according to the mean Vs to 30 m ranging from 500 to 850 m/s, and their site periods are distributed in short period range of 0.06 to 0.16 sec. For site class C in the study areas, the short-period (0.1-0.5 sec) and mid-period (0.4-2.0 sec) site coefficients, $F_{\alpha}$ and $F_\nu$ specified in the Korean seismic design guide, underestimate the ground motion in short-period band and overestimate the ground motion in mid-period band, respectively, due to the characteristics showing high amplification in short period range, which can result in the collapse of stone parapets having the short natural period.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권1호
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• pp.93-104
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• 2019

Anomalies and/or fractured grounds not detected by the surface geophysical and geological survey performed during design stage may cause significant problems during tunnel excavation. Many studies on prediction methods of the ground condition ahead of the tunnel face have been conducted and applied in tunneling construction sites, such as tunnel seismic profiling and probe drilling. However, most such applications have focused on the drill and blast tunneling method. Few studies have been conducted for mechanized tunneling because of the limitation in the available space to perform prediction tests. This study aims to predict the ground condition ahead of the tunnel face in TBM tunneling by using an electrical resistivity tomography survey. It compared the characteristics of each electrode array and performed an investigation on in-situ tunnel boring machine TBM construction site environments. Numerical simulations for each electrode array were performed, to determine the proper electrode array to predict anomalies ahead of the tunnel face. The results showed that the modified dipole-dipole array is, compared to other arrays, the best for predicting the location and condition of an anomaly. As the borehole becomes longer, the measured data increase accordingly. Therefore, longer boreholes allow a more accurate prediction of the location and status of anomalies and complex grounds.