한국지반공학회논문집 (Journal of the Korean Geotechnical Society)

  • 제19권5호
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  • Pages.59-67
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  • 2003
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  • 1229-2427(pISSN)
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  • 2288-646X(eISSN)
한국지반공학회 (Korean Geotechnical Society)
권호 표지

암반의 수리인자에 미치는 열적.역학적 영향에 대한 실험적 검증

Experimental Study of Thermal-mechanical Influence on the Hydraulic Properties of Rock

  • 전석원 (서울대학교 지구환경시스템공학부) ;
  • 홍창우 (서울대학교 지구환경시스템공학부) ;
  • 이주현 (전국경제인연합회 조사본부) ;
  • 강주명 (서울대학교 지구환경시스템공학부) ;
  • 배대석 (한국원자력연구소)
  • 발행 : 2003.10.01
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초록

본 연구에서는 지하수 유동 특성 해석의 신뢰도 증진을 위해서 우리나라 심부결정질 암석의 접촉 면적과 간극의 변화양상, 구속압과 온도에 따라 유체투과율의 변화 양상을 살펴보고자 하였다. 또한 역학적 물성과 열적 물성을 측정하여 모델링의 입력자료에 대한 신빙성을 높일 수 있도록 하였다. 실험 결과 초기 평균 간극은 544.33$\mu\textrm{m}$∼898.62$\mu\textrm{m}$ 범위를 보였으며 분포특성은 로그-정규분포 형태를 보였다. 구속압 변화에 따라 유체투과율은 감소하는 경향이 나타나고 온도 증가에 따라 유체투과율이 감소하는 경향을 보였으며 접촉 면적이 커지면 유체투과율 변화 폭이 작아짐을 이론과 실험을 통해 규명하였다. 암석의 역학적, 열적 물성을 측정한 결과 기존에 측정된 우리나라 화강암의 물성치와 근사한 값을 가지는 것으로 나타났다.

In this study, the change in hydraulic conductivity according to the changes in the contact area, aperture, confining pressure and temperature was observed to improve the reliability of the analysis of underground water flow. Also, the mechanical and thermal properties of domestic crystalline rocks in a great depth were obtained. It was found that the averaged intial aperture ranged from 544.33${\mu}{\textrm}{m}$ to 898.62${\mu}{\textrm}{m}$ and it followed a log-normal distribution. The hydraulic conductivity decreased with the increase of normal stress on the fracture surface and the hydraulic conductivity decreased as temperature increased. The change in hydraulic conductivity was strongly correlated with the change in contact area. It was verified by experiments that hydraulic conductivity was inversely proportional to the contact area. The measured mechanical and thermal properties were very close to the existing typical properties of domestic granites.

키워드

참고문헌

  1. 석사학위논문, 서울대학교 레이저 변위계를 이용한 암석절리면의 3차원 거칠기 측정기 개발 배기윤
  2. 한국자원공학회지 v.37 no.4 지하저장 비축기지의 안정적 운영을 위한 주입수 유분함량에 관한 실험적 고찰 신승헌;강주명;최종근;전석원
  3. 석사학위논문, 서울대학교 저온하에서의 화강암, 사암의 역학적 거동에 관한 연구 안경문
  4. 석사학위논문, 서울대학교 탄화수소 지하 비축기지의 안정적인 운영을 위한 주입용수 수질에 관한 연구 이석민
  5. 응용암석역학 이희근
  6. 석사학위논문, 서울대학교 인장, 전단 및 혼합모드에서 암석의 파괴인성 측정에 관한 연구 장수호
  7. 에너지 절학형 지하 냉장 및 냉동저장 설계기술개발에 관한 최종보고서 통상산업부
  8. Rock Characterization Testing and Monitoring : ISRM suggested methods Brown,E.T.
  9. Proc. of 2001 ISBM International Symposium A Study of Hydomechincal Behaviors of Rock Joints using Torsional Shearing System Cheon,D.;Lee,H.;Jeon,S.;Lee,C.
  10. Proc. of 10th Japan Symp. on Rock Mech. Relation between Mechanical and Hydraulic Apertures during Shear-Flow Coupling Test Esaki,T.;S.Du;Y.Jiang;Y.Wada;Y.Mitani
  11. Proc. of 23rd U.S. Rock Mechanics Symp. The Effects of Fracture Type (Induced versus Natural) on the Stress-Fracture Closure-Fracture Permeability Relationships Gale,J.E.
  12. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. v.15 Variation of Whole and Fractured Porous Rock Permeability with confining Pressure Gangi,A.F.
  13. Eurock '93, Proc. of the ISRM Int. Symp. on Safety and Environmental Issues in Rock Eng. Stochastic Analysis of Surface Roughness, Aperture and Flow in a Single Fracture Iwano,M.;H.H.Einstein
  14. Proc. of the 99 Japan-Korea Joint Symposium on Rock Engineering Influence of the Mechanical Loading on the Change of Permeability Jeon,S.;Kim,J.J.
  15. Proc. of the International Conference on Geotechnical & Geological Engineering (GeoEng2000) The Influence of Uniaxial Loading on the Change in Radial Permeability in Saturated Granite Kim,J.;Cheon,D.;Shin,J.;Park,D.;Jeon,S.
  16. Journal of Geochemical Exploration v.69-70 Quantification of Fluid Flow : Hydro-Mechanical Behavior of Different Natural Rough Fractures Lespinasse,M.;J.Sausse https://doi.org/10.1016/S0375-6742(00)00111-4
  17. Thermal Analysis of Materials Robert F. Speyer
  18. Ph. D. thesis, Univ. of Calif. A Parallel Plate Model of Fractured Permeable Media Snow,D.T.
  19. Journal of Geophysical Research v.83 no.B1 Permeability Changes during the Flow of Water through Westerly Granite at Temperatures of 100-400℃ Summers,r.;K.Winkler;J.Byerlee https://doi.org/10.1029/JB083iB01p00339
  20. Int. J. Rock Mech. & Min. Sci. v.35 no.7 Permeability Changes in Granite with Crack Growth during Immersion in Hot Water Suzuki,K.;M.Oda;M.Yamazaki;T.Kuwahara https://doi.org/10.1016/S0148-9062(98)00016-3
  21. Rock Mechanics and Rock Engineering v.16 Determination of Stiffness and Other Joint Properties from Roughness Measurements Swan,G. https://doi.org/10.1007/BF01030216
  22. Water Resources Research v.25 no.9 Flow Channeling in a Single Fracture as a Two-Dimensional Strongly Heterogeneous Permeable Medium Tsang,Y.W.;C.F.Tsang https://doi.org/10.1029/WR025i009p02076
  23. Theory of Elasticity Timoshenko,S.P.;J.N.Goodier
  24. Transport in Porous Media v.23 Hydraulic Conductivity of Rock Fractures Zimmerman,R.W.;G.S.Bodvarsson