• 자원환경지질
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• 제50권4호
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• pp.303-311
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• 2017

본 연구에서는 국내 $CO_2$ 지중저장 후보지인 장기분지에서 덮개암층으로 대표되는 이암과 응회암 코아에 대하여, 초임계이산화탄소(supercritical $CO_2$; $scCO_2$) 초기 주입압력을 측정하고 90일 동안 지화학 반응 실험 결과에 근거하여 두 암석의 $scCO_2$ 차폐능(sealing capacity)을 평가하였다. 장기분지 $CO_2$ 주입 예정부지 주변에서 수행한 대심도시추코아 중 깊이 800 m 이상 되는 이암과 응회암 코아를 대상으로 $scCO_2$ 초기 주입압력을 측정하였다. 스테인레스 강철로 제작한 고압셀(100 mL 용량)을 이용하여 지중저장 조건(100 bar, $50^{\circ}C$)에서 $scCO_2$-지하수-암석 반응을 실시하여 반응 전/후 광물 변화를 관찰하여 덮개암의 지화학적 안정성을 평가하였다. 덮개암에 대한 초기 $scCO_2$ 주입압력을 측정하기 위하여 원통형 스테인레스강철 고압셀 내부에 암석 코아를 고정시키고, 코아 상부와 하부의 압력 차이(100 - 300 bar)를 이용하여 증류수로 포화시킨 후, 고압셀 외부에 부착된 압력계를 이용하여 코아 내에 포화된 공극수압을 100 bar로 유지시켰다. 지중저장 현장에서 덮개암 내부로 $scCO_2$가 이동하는 경계조건을 모사하기 위하여 고압셀 출구를 $scCO_2$와 증류수로 채워진 대형 고압탱크(5 L 용량; 100 bar, $50^{\circ}C$ 유지)에 연결시켜, 고압셀에 고정된 암석 코아 공극 내로 침투하는 경우 지중저장 조건 하에서 일정량의 $scCO_2$가 코아를 통과할 수 있도록 하였다. 셀 입구에서는 코아의 공극수압인 100 bar보다 높게 유지시켜 $scCO_2$를 주입하되, 주입이 지속적으로 진행되기 시작하는 최소 주입압력($100bar+{\Delta}p$)을 암석에 대한 주입압력으로 측정하였다. 90일 반응 후 응회암과 이암의 큰 광물학적 변화는 없는 것으로 나타나 두 암석 모두 $scCO_2$ 주입 시 지화학적으로 안정한 것으로 나타났다. 응회암의 경우 공극수압과 $scCO_2$ 주입압력 차이(${\Delta}p$)가 15 bar에서 $scCO_2$의 내부 침투가 시작되어 20 bar 이후부터는 지속적인 $scCO_2$ 주입이 이루어졌다. 이암의 경우에는 ${\Delta}p$를 150 bar까지 증가시켜도 $scCO_2$가 주입되지 않아 응회암보다 $scCO_2$ 차폐효과가 약 10 배 높은 것으로 나타나, 장기분지에 $CO_2$ 주입 시 응회암보다는 이암층이 덮개암 역할을 할 것으로 판단되었다.

• 자원환경지질
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• 제9권3호
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• pp.157-163
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• 1976

In this study, the oil bearing rock-sequence, U-hand-ri Formation (D.S. Lee et al., 1976), was subdivided into three members; the lower, the intermediate and the upper. The lower consists mainly of reddish purple tuff and sandy calcareous shales, the intermediate of an alternation of tuffs, sandstons, calcareous black shales, cherts and limestone and the upper of coarse grained variegated tuff and agglomerate. Oily matter was found from the black shales of the intermediate. Ten samples of black shales from drilled cores, 8 samples of black shales from different outcrops of the member, and 1 sample of grease-like seeping oil from black shales at U-hang-ri coast were chemically analyized. Among them, 9 samples contain remarkable amount of organic carbon (0.96~1.60%) and E.O.M. extract (0.176~0.718%), and mostly the bituminous material is saturated hydrocarbons as well as shown in infared spectroscopic analyses. The elemental analyses of MAE extracts and asphaltenes of some of thoese samples indicate that the transformation of organic material to crude oil is highly progressed. The authors suggest that the seeping oil and oily tinges in black shale layers are the products of natural cracking related with the igneous activities in the area nearby.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.582-589
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• 2006

Shear wane velocity is important property for grasping the dynamic characteristics of material. It is has been used in various fields such as non-destructive testings of structures, seismic analysis of geotechnical structures and maintenance of concrete structure, and etc. Usually, shear wave velocities of rock cores and concrete cylinders are determined by free-free resonance tests, Shear wave measurement in free-free resonance tests is not straightforward, as compared with rod wave and flexural wane measurements. In This study, a new technique using resonance features of flexural and shear waves were proposed in which the nodal points for the fundamental mode of flexural waves were employed to generate and measure the shear waves with the flexural waves minimized. The real measurements for aluminum cylinders proved validity and reliability of the proposed algorithm. In addition to the proposed algorithm, the effects of material properties on elastic-wave velocities in resonance measurements were also studied. In summary, a new framework of the resonance measurements for shear-wave velocity determination was established, based on the results of this thesis.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권11호
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• pp.87-99
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• 2012

국내에서 출토되는 퇴적암, 화성암 및 변성암군중 출토빈도가 높은 9개 암종을 대상으로 함수에 의한 탄성계수의 저감거동을 분석하였다. 일축압축강도 기준으로 20MPa 범위로 5개단계로 분활하여 단계별, Group별로 함수 저감거동을 분석한 결과는 5개 퇴적암 전부와 화성암군인 안산암을 포함한 모집단은 단일 저감거동을 보이며, 화성암군인 화강암, 유문암과 변성암군인 편마암은 또 다른 동일 거동을 보이며, 더욱이 저감속도가 퇴적암군을 포함한 모집단에 비해서 2배이상 빠르며 탄성계수의 잔존값도 매우 낮게 나타났다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제19권4호
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• pp.517-532
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• 2021

Safe geological disposal of spent nuclear fuel (SNF) requires knowledge of the deep hydrochemical characteristics of the repository site. Here, we conducted a set of deep hydrochemical investigations using a 750-m borehole drilled in a model granite system in Wonju, South Korea. A closed investigation system consisting of a double-packer, Waterra pump, flow cell, and water-quality measurement unit was used for in situ water quality measurements and subsequent groundwater sampling. We managed the drilling water labeled with a fluorescein dye using a recycling system that reuses the water discharged from the borehole. We selected the test depths based on the dye concentrations, outflow water quality parameters, borehole logging, and visual inspection of the rock cores. The groundwater pumped up to the surface flowed into the flow cell, where the in situ water quality parameters were measured, and it was then collected for further laboratory measurements. Atmospheric contact was minimized during the entire process. Before hydrochemical measurements and sample collection, pumping was performed to purge the remnant drilling water. This study on a model borehole can serve as a reference for the future development of deep hydrochemical investigation procedures and techniques for siting processes of SNF repositories.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권8호
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• pp.65-76
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• 2009

본 연구는 Brazilian 시험결과를 매개로 일축압축강도와 탄성계수를 추정할 수 있는 경험식을 화성암의 대부분을 구성하는 화강암, 안산암 및 유문암을 대상으로 도출하였다. 기존 간편식(점하중 강도지수, Schmidt hammer 타격법)으로 도출된 결과와 비교, 검정을 하여 좋은 상관성과 신뢰성을 확인하였기에 Brazilian 시험은 일축압축강도와 탄성계수를 추정할수 있는 또 하나의 간접방법으로 사료된다. 특히 지질 조사시 얻은 제한된 코어로 인하여 직접시험이 어려운 경우에도 본 연구에서 제시하는 방법이 효율성이 있을 것으로 사료된다.

• 지질공학
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• 제23권4호
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• pp.457-465
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• 2013

지반 조사를 위해 흔히 수집하는 지표탐사 자료, 시추조사 자료, 지질공학 자료들을 서로 상관시켜 불연속 경계면 및 암반 파쇄대등의 분포를 파악하였다. 전기비저항 입체도와 공내 영상촬영을 통해 개략적인 지질 연약대의 주향 방향을 분석하고, 시추공 사이 탄성파 토모그래피 속도와 로즈 다이어그램을 통해 지층 및 암반 파쇄대의 공간적인 분포대를 파악하였다. 암반의 동적 물성을 파악하기 위해 S-PS 검층과 ${\gamma}-{\gamma}$ 검층으로 동적 탄성계수를 계산하여 푸아송 비 및 P파 속도와의 상관관계를 알아보았다. 지층의 불연속 경계면은 타격수 N값, 개별적인 밀도나 속도 정보를 이용하여 결정하는 것 보다 물리검층에서 수집한 속도와 밀도로부터 계산한 음향 임피던스의 대비, 즉 반사계수 자료와 시각적으로 잘 상관되었다. 암반에 발달한 주요 파쇄대 구간은 그 상부 경계면이 반사계수와 최적 리커 요소파의 곱말기로 계산된 합성탄성파 트레이스에서 극성이 음인 높은 진폭과 잘 상관되었다. 합성탄성파 기록으로 해석된 주된 파쇄대는 실제로 시추 코어 자료에서 관찰된 코어손실 구간 및 공내 영상촬영 자료에서 평가된 낮은 암질 구간과 잘 부합되었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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• pp.157-164
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• 2005

일반적인 물리탐사기법은 도심지내에서 구조물, 전도성 지장물, 차량 등 인공 잡음으로 인하여 그 적용성에 많은 제약을 받는다. 전철이 운행하는 철로 하부에 대한 탐사 역시 전선 및 열차진동이 일반 물리탐사 적용을 제한한다. 본 과업에서는 그 대안으로 선형배열 상시진동탄성파탐사를 적용하였다. 상시진동탐사(mircotremor survey)기법에는 철로를 운행하는 기차와 주변 도로위의 차량에 의한 진동이 오히려 양호한 송신원으로 활용 될 수 있다. 선형배열 상시진동탐사기법에서는 일반적인 굴절법 장비를 이용하여 일상적인 진동을 기록하고, 파동장의 변환을 수행하여 표면파의 분산곡선을 얻는다. 이후 발췌한 분산곡선에 대한 반복적인 수치모델링을 통하여 전단파속도를 구한다. 본 과업에서는 기존 철로를 따라 하부의 터널심도까지의 전단파속도를 전체 터널구간에 대하여 얻기 위하여 40m간격으로 선형배열을 이동하면서 자료를 획득하였다. 측선상의 시추공에서 수행한 SPS검층을 통하여 획득한 전단파속도와 RMR의 비교한 결과 전단파 속도와 RMR이 높은 상관관계에 있음을 확인할 수 있었으며, 상시진동탐사기법을 통하여 획득한 전단파속도 역시 RMR과의 양호한 상관관계를 나타냄을 알 수 있었다. 이러한 상관관계를 이용하여 도심지 철도터널 전체 구간에서 암반분류를 위한 RMR 추정이 가능하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권7호
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• pp.45-51
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• 2008

강도이방성 암석의 파괴규준에 관한 연구를 위해 대구지역에 널리 분포되어 있는 beddding-plane을 지닌 즉, 고유 이방성 암석인 셰일(shale)을 대상으로 삼축압축시험을 수행하였다. 시험과정에 있어 구속압력은 5, 10, 20, 30, 40MPa으로 단계적으로 증가시켜 시험을 수행하였으며, 시료의 파괴를 위한 전단속도는 대상시료가 5~15분안에 파괴가 일어나도록, 0.1%/min을 적용하였다. beddding-plane을 포함한 고유 이방성 암석에 대한 시험결과는 최대주응력축과 beddding-plane사이의 각도에 따라 전형적인 shoulder-type으로 나타났으며, 구속압력이 증가할수록 이방성 효과가 줄어드는 경향을 나타내었다. 불연속면의 각도에 따른 암석의 강도 변화는 무결암 상태와 유사한 조건인 ${\beta}=0^{\circ}$와 $90^{\circ}$에서 최대의 압축강도를 보였고, 최소의 강도를 갖는 ${\beta}$ 값은 대략 $30^{\circ}$ 정도로 나타났다. 또한 Hoek & Brown 파괴규준은 암석의 강도이방성을 나타내는데 모든 ${\beta}$ 값의 범위에서 실측치와 잘 부합되는 결과를 주었으나 Jaeger의 파괴규준은 ${\beta}=15^{\circ}{\sim}45^{\circ}$ 범위에서만 실측치에 접근하는 경향을 보였다.

• 자원환경지질
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• 제44권1호
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• pp.21-35
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• 2011

이 연구는 캐나다 Core Research Center 시추코어 Saleski 03-34-88-20w4와 Saleski 08-01-88-20w4를 이용하여 Rock-Eval 열분석, 원소분석, 바이오마커 (biomarker) 분석을 실시하여 비투벤을 함유한 캐나다 앨버타주 데본기 탄산염암의 무기 및 유가 지화학적 특정을 규명하고, 탄산염 저류층에 대한 지화학적 기초자료를 구축하는데 목적이 있다. 대부분 분석된 시료의 총무기탄소 함량은 높고 총질소와 총황의 함량은 매우 낮게 나타났으며 Rock-Eval 열분석 결과는 산화부분에서 돌로마이트를 많이 함유할 때 나타나는 이산화탄소 이중 피크가 관찰되었다. 이러한 결과는 비투멘을 함유한 퇴석암이 속성작용에 의해 형성된 도로마이트로 주로 구성된 타산염암임을 의미한다. 비투멘을 함유한 돌로마이트는 대부분 반자형 내지 타형의 결정구조를 보이며, 간혹 자형의 결정체를 띠기도 한다. 유기용매를 이용한 비투멘 추출 결과, Saleski 03-34-88-20w4는 3.6~19.0%. Saleski 08-01-88-20w4는 5.0~16.4%의 비투멘 함량분포를 보였다. 일반적으로 두 코어에서 시료의 색상이 어두울수록 비투멘과 총유기탄소의 함유량이 높게 나타났다. 바이오마커 분석 결과, 레진 (resins)과 아스팔텐 (asphaltenes)의 함유량이 포화 탄화수소 (saturated hydrocarbon)의 함유량보다 5~28% 높게 나타났다. 이러한 분석 결과는 비투멘이 강한 생분해작용 (biodegradation)을 받았음을 의미한다. 비투벤의 각 성분에 대한 탄소 동위원소 분석결과 아스팔텐에서 가장 높은 탄소 동위원소 비를 보이고 포화 탄화수소에서 가장 낮은 탄소 동위원소 비를 보였지만 각 성분의 분석값은 거의 일정하였다. 일반적으로 모든 원유에서 탄소 동위원소 비는 -18~-30‰입 좁은 범위를 가지며, 시추코어 Saleski 03-34-88-20w4와 Saleski 08-01-88-20w4의 분석값도 이 범위 딴에서 변하였다.