KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Study on the Determination of the Maximum Injection Pressure for Groundwater Rechargement

지하수 함양시 최대 주입압력 결정을 위한 연구

  • 최진오 ((주)이피에스엔지니어링) ;
  • 정현철 ((주)이피에스엔지니어링) ;
  • 정충기 (서울대학교 건설환경공학부) ;
  • 김창용 (한국건설기술연구원)
  • Received : 2021.11.12
  • Accepted : 2022.01.13
  • Published : 2022.08.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Required essential technique is to determine the maximum recharge pressure in the well with condition of non-ground failure for the recovery of the groundwater. Based on the classical soil mechanics, the maximum recharge pressure was estimated with the numerical anlaysis and laboratory triaxial test. In the numerical analysis, the maximum recharge pressure is defined as the ground failure stress. The ground failure of the sand was defined as the piping and the one of the caly was to the undrained failure by the confined pressure increment. In the triaxial test, the recharge pressure in the ground was modified by the back pressure in the specimen. In case of sand, the volume strain was dramatically increased at the 93 % of the maximum back pressure, same meaning of the 0 effective stress state. In case of clay, the only radial volume strain was to reached 1.5 % without failure. Therefore, The maximum recharge pressure could be determined with the numerical analysis and triaxial test.

지하수위 회복을 위한 함양정 운영시 필요 기술은 지반이 파괴에 도달하지 않는 최대 주입압을 결정하는 것이다. 고전적인 토질역학에 기초한 수치해석과 실내시험을 통하여 사질토와 점성토의 항복에 도달하는 최대 주입압력을 추론하였다. 수치해석에서는 주입압력에 따른 점성토의 구속압력 감소에 따른 파괴시, 사질토는 유출동수 경사에 따른 파이핑 발생시 주입압력을 최대 한계압으로 결정하였다. 실내시험에서는 간극수압이 높아지는 것을 배압 증가를 통하여 구현하였으며, 사질토 경우 유효응력이 0이 되기전 최대 배압의 93 %에서 급격한 체적변형이 발생하였다. 점성토의 경우는 유효응력이 0에 도달할 경우 방사방향 변형율이 1.5 %에 도달하였으나 급격한 체적변형이 발생하지 않았다. 따라서 상기 결과에 근거하여 함양정의 최대 주입압력을 수치해석과 실내시험으로 결정할 수 있었다.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 국토교통부 국토교통과학기술진흥원의 도심 지하 교통 인프라 건설 및 운영 기술 고도화 연구사업(도시 지하 교통 인프라 건설 및 운영 기술 고도화 연구, 20UUTI-B157786-01)의 지원으로 수행되었으며, 이에 깊은 감사를 드립니다. 본 논문은 2021 CONVENTION 논문을 수정·보완하여 작성되었습니다.

References

  1. Brown, C. (2005). Planning decision framework for brackish water aquifer, storage and recovery (ASR) project, Thesis, University of Florida, Gainesville, FL, USA.
  2. GEOSLOPE International, Ltd. (2018). heat and mass transfer modeling with geostudio.
  3. Hubbert, M. K. and Willis, D. G. (1957). "Mechanics of hydraulic fracturing." Transactions of Society of Petroleum Engineers of AIME, Vol. 210, pp. 153-163.
  4. Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement (KAIA) (2018). Monitoring system development on the ground deformation at the test bed of underground aquifer, Water management & Reserch development Project, # 14AWMP-B066761-02 (in Korean).
  5. Lambe, T. W. (1964). "Methods of estimating settlement." Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE, Vol. 90, No. SM5, pp. 43-67. https://doi.org/10.1061/JSFEAQ.0000662
  6. Lambe, T. W. and Marr, W. A. (1967). "Stress-path method: Second edition." Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, Vol. 93, No. GT6, pp. 309-331.
  7. Li, J. and Helm, D. C. (2001). "Using an analytical solution to estimate the subsidence risk caused by ASR application." Environmental and Engineering Geoscience, Vol. 7, No. 1, pp. 67-79. https://doi.org/10.2113/gseegeosci.7.1.67
  8. Sherif, M. A., Fang, Y. S. and Sherif, R. I. (1984). "KA and Ko behind rotating and non-yielding walls." Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, Vol. 110, No. 1, pp. 41-56. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9410(1984)110:1(41)