A Numerical Study of Hydraulic Fractures Propagation with Rock Bridges

Rock bridges를 고려한 수치 해석적 수압파쇄 균열거동 연구

Rock bridge in rock masses can be considered as one of several types of opening-mode fractures, and also it has been known to have a great influence on the stability of structures in rock mats. In the beginning of researching a rock bridge it used to be studied only in characteristics of its behavior, as considering resistance of material itself. However the distribution pattern of rock bridges, which can affect the stability of rock structures, is currently researched with a fracture mechanical approach in numerical studies. For investigating the effect of rock bridges on the development pattern of hydraulic fractures, the author analyzed numerically the stress state transition in rock bridges and their phenomena with a different pattern of the rock bridge distributons. From the numerical studies, a two-crack configuration could be defined to be representative of the most critical conditions for rock bridges, only when cracks are systematic and same in their length and angle. Moreover, coalescence stresses and onset of propagation stresses could be known to increase with decreasing s/L ratio or increasing d/L ratio. The effect of pre-existing crack on hydraulic fracturing was studied also in numerical models. Different to the simple hydraulic fracturing modeling in which the fractures propagated exactly parallel to the maximum remote stress, the hydraulic fractures with pre-existing cracks dial not propagate parallel to the maximum remote stress direction. These are representative of the tendency to change the hydraulic fractures direction because of the existence of pre-existing crack. Therefore s/L, d/L ratios will be identical as a function effective on hydraulic fractures propagation, that is, the $K_{I}$ vague increase with decreasing s/L ratio or increasing d/L ratio and its magnification from onset to propagation increases with decreasing s/L ratio. The scanline is a commonly used method to estimate the fracture distribution on outcrops. The data obtained from the scanline method can be applied to the evaluation of stress field in rock mass.s.

일반적으로 암반 구조물의 안정성에 심각한 영향을 미칠 수 있는 것으로 알려진, 암반 내의 rock bridges는 일종의 opening-mode fracture로 간주될 수 있다. 초창기에는 재료의 저항 특성을 고려하여 rock bridge 자체의 거동 특성에 대한 연구가 있었으나, 최근에 와서는 수치 해석적 연구를 통해 파괴역학의 개념을 적용하여 rock bridge의 분포특성이 암반 구조물의 안정성에 미치는 영향 등을 새롭게 연구하고 있다. 본 연구에서는 rock bridges가 수자파쇄 균열의 분포특성에 미치는 영향을 규명하고자, rock bridges의 분포형태에 따른 암반 내 응력 분포 특성과 균열의 bridge현상을 먼저 살펴보았다. 즉, 균열의 길이에 대한 균열의 간격의 비(s/L 비)와 균열의 길이에 대한 균열의 오버랩의 비(d/L 비)를 변화시키면서 응력 분포 특성을 수치 해석적으로 살펴본 결과, 2개의 균열만으로도 여러 개의 균열 분포 특성을 대표할 수 있음을 알았고, s/L 비가 감소할수록 또는 d/L 비가 증가할수록 암반 내 응력 집중은 커짐을 알 수 있었다. 이러한 수치 해석결과를 토대로, 수압파쇄 균열과 rock bridges의 상호 관계를 수치 해석적으로 연구한 결과, rock bridges가 없을 경우 탄성이론에 맞게 발전하던 수압파쇄 균열이, rock bridges의 존재에 의해 수압파쇄 균열의 전파 방향이 왜곡됨은 물론 수압파쇄 균열에 수직으로 작용하는 원거리 응력도 정확히 표현하지 못함을 알았다. 즉, 수압파쇄 균열 선단에서의 mode I 응력집중계수는 s/L 비가 감소할수록 또는 d/L 비가 증가할수륵 커짐을 알 수 있었다. 이러한 연구결과로부터, 균열의 분포특성을 규명하기 위해 노두에서 일반적으로 실시되는 scanline조사에서 얻을 수 있는 s/L비와 d/L비를 통하여 암반 내에 존재하는 응력의 평가 방법이 새로이 제안될 수 있을 것이다. 장기적인 유지를 필요로 하는 사면은 사면의 변형거동을 감시하기 위해 보다 체계적인 계측을 필요로 하며, 또한 사면이 많은 비에 노출되기 쉽기 때문에 사면의 풍화와 침식에 대한 대책연구도 수행되어야 한다. 15ng/$\textrm{cm}^2$로서 90분간 조사로 27ng/$\textrm{cm}^2$량이 생성되었다. 7-DHC은 당초의 123ng/$\textrm{cm}^2$으로부터 계속 감소되어 150분간 조사시 53ng/$\textrm{cm}^2$량까지 내려갔다.하였으며, 그 외의 항목간에는 대동소이하였다.ckarti 와 E. serrulatus가 스파르가눔의 중간숙주가 될 수 있음을 확인하였다. 충란의 배양에서부터 종숙주의 충란 배출까지 약 2개월 정도의 기간이 소요되었고, 우리 나라 자연환경에서는 5일에서 7월에 주로 이 충체의 유충이 발육되고 전파되는 것으로 추측되었다.러 가지 방법들을 적극 적용하여 금후 검토해볼 필요가 있을 것이다.잡은 전혀 삭과가 형성되지 않았다. 이 결과는 종간 교잡종을 자방친으로 하고 그 자방친의 화분친을 사용할 때만 교잡이 이루어지고 있음을 나타내고 있다. 따라서 여교잡을 통한 종간잡종 품종육성 활용방안을 금후 적극 확대 검토해야 할 것이다하였다.함을 보이고 있다.X> , ZnCl$_{3}$$^{-}$같은 이온과 MgCl$^{+}$, MgCl$_{2}$같은 이온종을 형성하기 때문인것 같다. 한편 어떠한 용리액에서던지 NH$_{4}$$^{+}$의 경우 Dv값이 제일 작았다. 바. 본 연구의 목적중의 하나인 인체유해 중금속이온인 Hg(II), Cd(II)등이 NaCl같은 염화물이 함유된 시료용액에 공해이온으로 존재할 경우 흡착에 의한 제거가 가능하다. 한편 이같은 중금속이