Abstract
With increasing demand for LNG as energy resources and need for $CO_2$ sequestration as greenhouse gas, more storage facilities are required in Korea. Due to the recent acute safety concerns and land shortage, storage facilities tend to be located underground. In design and construction of underground storage for low and high temperature materials, besides their mechanical characteristics, the thermal characteristics of rock under temperature variation should be understood. In this study, laboratory experiments for the measurement of the thermal expansion coefficient of rock were performed using strain gauge in consideration of the particle size of mineral and experiment temperature range. Experiment results show that thermal expansion coefficient decreased as the temperature decreases. In addition, linear thermal expansion coefficient was developed for typical Korean rocks such as granite. The results of this study can be utilized for the evaluation of thermal propagation in rock mass and the thermo-mechanical stability of underground facilities.
에너지원으로서 LNG 수요뿐 아니라 온실가스인 이산화탄소의 처분에 대한 필요성이 점차 증가되고 있어, 이를 위한 많은 저장시설이 요구된다. 이러한 저장시설은 안전성과 국토의 효율적 이용 등으로 인하여 지하화하는 경향이 있다. 이와 같은 온도특성을 고려해야하는 물질에 대한 지하저장시설의 건설에 있어서, 암석의 열물성은 열역학적 특성과 함께 저장시설의 설계 및 유지관리를 위한 중요한 요소이다. 본 연구에서는 암석입자의 크기와 실험온도범위를 고려하여 스트레인 게이지를 이용하여 암석의 열팽창계수를 실험적으로 측정하였다. 실험결과 열팽창계수는 온도가 내려감에 따라 감소하였으며, 국내 대표암석인 화강암에 대한 선열팽창계수의 온도관계식을 제안할 수 있었다. 본 연구에서 수행된 온도변화에 따른 시험결과는 지하저장소의 열역학적 안정성 해석과 열전파 특성을 규명하기 위한 해석에 주요 자료로 활용될 수 있을 것이다.
