• 제목/요약/키워드: 경사 시추공

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Discontinuity Orientation Measurement (DOM) 시추장비 및 코어절리 해석모델 개발 (Development of Discontinuity Orientation Measurement (DOM) Drilling System and Core Joint Analysis Model)

  • 조태진;유병옥;원경식
    • 터널과지하공간
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    • 제13권1호
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    • pp.33-43
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    • 2003
  • 암반구조물 설계를 위한 지반조사에서 지하 암반에 분포된 불연속면들의 방향성 파악은 시추공 내부에 대한 영상촬영 기법에 전적으로 의존되어 왔다. 그러나, 공내 영상촬영은 고가의 장비가 요구되며 시추작업 완료 후 측정작업이 추가로 소요되어 극히 제한적으로 수행되고 있다. 본 연구에서는 시추조사시 간편하게 불연속면의 방향을 측정하여 신뢰성 있는 지반정보 자료를 제공할 수 있는 Discontinuity Orientation Measurement (DOM) 시추장비 및 불연속면 분포해석 모델 RoSA-DOM을 개발하였다. DOM 시추 장비에서 기 설정된 방향성을 지시하는 기준선이 표시된 시추 코어가 회수되면 코어 상의 절리 단면에서 측정된 3개 지점의 자표를 이용하여 절리면의 경사방향 및 경사각을 산정한다. 또한 코어 축이 절리면을 관통하는 지점의 좌표를 산정하여 절리 위치를 설정한다. 절리군 형성은 clustering algerian을 활용하여 분석한다. 코어 축을 조사선으로 설정하여 전체 절리 간격 및 군 간격을 해석한다. 전체 시추구간 및 특정 구역에서의 RQD를 산정하여 암반의 공학적 활용도 고찰을 위한 기본 자료를 도출한다.

고분해능 텔레뷰어 검층기법의 기능 (High Resolution Borehole Acoustic Scanner (Televiewer))

  • 김증열
    • 지질공학
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    • 제5권3호
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    • pp.277-288
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    • 1995
  • 최근, 암반내에 형성된 절리 및 단층에 대한 정확한 규명은 무엇보다 암반분류 내지 암반내 용질유동연구에어 대단히 중요한 과제로 되고 있다. 본 연구에서 소개된 텔레뷰어 검층장치는 주사되는 초음파를 초점화함으로서 절리상태를 고분해능으로 파악할 수 있는 기능을 갖고 있다. 즉, 초음파 발생원이 시추공 축상에서 선회하는 동안 시추공내벽으로 조밀하게 초음파빔을 주사하고 그로 인해 반사되는 초음파의 $\circled1$ 진폭변화는 바로 절리 및 단층의 크기, 경사, 및 방향은 물론 상대적인 암석강도변화도 정확하게 추출하게 하며, $\circled2$ 주시변화는 바로 고분해능 공경검층기능을 대변하게 되어 시추공 내벽상태 내지 암석의 응력장 분포도 쉽게 판단하게 하는 것이다. 본 논문은 국내 청양군 실험시추공에서 얻게 된 텔러뷰어 현장탐사결과를 예시함으로써 텔레뷰어의 다양한 응용성을 입증하고 있다.

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개착사면의 구조적 특성과 파괴양상을 고려한 계측 해석 (Monitoring of Cut-Slope Behavior with Consideration of Rock Structure and Failure Mode)

  • 조태진;박소영;이상배;이근호;원경식
    • 터널과지하공간
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    • 제16권6호
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    • pp.451-466
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    • 2006
  • DOM 시추코어에서 측정된 불연속면의 위치 및 방향성 자료를 이용하여 현장암반의 구조적 특성을 고려한 사면거동 해석이 가능하였다. 3차원 공간에서 설정된 절리들의 위치에 의거하여 붕락 현상이 발생된 개착사면의 추가적인 파괴양상을 예측하였으며, 개별 절리면의 붕락위해 가능성과 개착면 상에서의 trace 위치를 파악하여 세부적인 사면거동 양상을 파악하였다. 개착사면 횡단면에서 개별절리들의 파괴거동 양상과 사면체 블록형성을 대수학적으로 산출하여 사면 붕락심도를 규명하였다. 현장사면에 자동화 계측시스템을 설치하여 사면 거동에 대한 계측자료를 수집하였으며, DOM 시추공 내에 지중경사계를 설치하여 사면거동 양상을 횡단면 해석 결과와 대비시켜 분석하였다. 지중경사계를 이용하여 측정된 개착면의 표면변위 자료에 의거하여 사면 파괴시기를 예측할 수 있는 방법론을 고찰하였으며, 강우가 사면거동에 끼치는 영향성을 분석하였다.

한국의 지열자료 GIS 공간 D/B 구축과 지열류량 분포 (GIS spatial D/B formation of geothermal data and Distribution of Heat Flow of Korea)

  • 김형찬;이영민;박정민
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.459-460
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    • 2006
  • 현재 남한의 지열류량 측정값으로는 총 363개 지점의 자료가 측정 및 수집되어 있다. 이것은 Mizutani et at. (1970), 장정진 외(1970), 그리고 서정희(1976) 등의 자료, 총 35개의 자료도 추가된 것이다. 1989년 이후부터 측정된 지열류량 자료는 217개 자료이며(임정웅 외, 1989; 임정웅 외, 1996; Lim and Kim, 1997; 염병우 외, 1997), 모두 직접 측정한 것이나, 1989년 이후 보고된 지열류량 자료에 약간의 오류가 있어 이번 연구에서 수정 보완하였다. 또한 과거의 자료 35개 자료는 이미 지열류량 측정치가 논문화 되어 있는 것으로 암석시료는 없다 1989년 이후 2004년까지 자료 217개 2005년도 추가 자료 111개의 지열류량 자료는 암석시료도 있으며, 측정기기가 서로 달라 오차가 있을 수 있어 서로 보정을 해야 할 필요가 있어 시추공 주변 암석을 새로 수집해서 신장비로 다시 측정 보정하였다. 지열류량 D/B 구축은 각 자료의 일련번호, 고유번호 (Sn.), 위경도 좌표 (longitude, lattitude), 암석의 열전도도(thermal conductivity), 지온경사 (thermal gradient), 지열류량 (heat flow)등으로 구성되어 있다. 지열류량 자료 공간 데이터베이스는 점 속성을 가지며 자료형태는 각종 소프트웨어와 호환성이 좋은 shape 파일 형태로 작성하였다. 또만 최근 천부 토양 및 암석 열물성을 이용한 냉난방시스템 즉, Heat Pump System 설계를 위하여 반드시 들어가야 하는 요소인 열확산율, 공극율, 밀도, 비열 등 열물성 특성을 추가하여 GIS 공간 D/B구축하였다. 대륙붕 자료 4개 자료를 제외하고 359개의 지열류량 자료를 이용하여 한반도 남부, 즉 남한의 지열류량 분포도를 작성 분석해 본 결과(그림 1), 우리나라의 지열류량 이상대는 아산만 주변, 보령, 유성, 진안, 울진, 포항, 부산 지역과 포천, 속초, 충주, 수안보 등 지역에서 나타난다 이러한 이상대 주변에는 대개 온천이 발달되어 있었거나 새로 개발되어 있는 곳이다. 온천에 이용하고 있는 시추공의 자료는 배제하였으나 온천이응으로 직접적으로 영향을 받지 않은 시추공의 자료는 사용하였다 이러한 온천 주변 지역이라 하더라도 실제는 온천의 pumping 으로 인한 대류현상으로 주변 일대의 온도를 올려놓았기 때문에 비교적 높은 지열류량 값을 보인다. 한편 한반도 남동부 일대는 이번 추가된 자료에 의해 새로운 지열류량 분포 변화가 나타났다 강원 북부 오색온천지역 부근에서 높은 지열류량 분포를 보이며 또한 우리나라 대단층 중의 하나인 양산단층과 같은 방향으로 발달한 밀양단층, 모량단층, 동래단층 등 주변부로 NNE-SSW 방향의 지열류량 이상대가 발달한다. 이것으로 볼 때 지열류량은 지질구조와 무관하지 않음을 파악할 수 있다. 특히 이러한 단층대 주변은 지열수의 순환이 깊은 심도까지 가능하므로 이러한 대류현상으로 지표부근까지 높은 지온 전달이 되어 나타나는 것으로 판단된다.

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남한지역의 암상 및 지질시대별 지온경사율 관계 분석 (Relationship Analysis between Lithology, Geological time and Geothermal Gradient of South Korea)

  • 김형찬;이사로;송무영
    • 자원환경지질
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    • 제35권2호
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    • pp.163-170
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    • 2002
  • 본 연구에서는 남한 지역의 암상과 지온경사율 상관관계를 GIS를 이용하여 분석하였다 .이러한 분석을 위해 352개의 시추공 온도검층자료가 공간 Layer로 구축되었고, 이러한 공간 Layer 및 1:1,000,000 축적의 지질도 공간 Layer를 중첩하여 지온경사율 및 암상별, 지질시대벽 관계를 파악하였다. 그 결과 남한 지역의 평균 지온경사율 값은 29.34$^{\circ}C$/km이었다. 지질시대별로는 신생대 지층이 39.7$0^{\circ}C$/km 중생대 지층이 30.63$^{\circ}C$/km 고생대 지층이 22.32$^{\circ}C$/km 원생대 지층이 23.15$^{\circ}C$/km시생대 지층이 24.34$^{\circ}C$/km의 지온평사율 값을 가졌다. 암상 종류별로는 심성암이 33.96$^{\circ}C$/km, 퇴적암이 24.78$^{\circ}C$/km 퇴적암과 화산암이 26.85$^{\circ}C$/km 지온경사율 값을 가졌다. 이러한 결과는 지열 및 온천개발 시 기초자료로 사용될 수 있다.

심부 시추공 회수코어와 물리검층 자료를 활용한 절리 및 암반등급 평가 (Analysis of Joint Characteristics and Rock Mass Classification using Deep Borehole and Geophysical Logging)

  • 천대성;최승범;송원경;이성곤
    • 터널과지하공간
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    • 제34권4호
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    • pp.330-354
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    • 2024
  • 고준위방사성폐기물 부지 특성화에서 암반공학분야의 주요 평가인자인 절리 분포와 암반분류에 대해 중생대 쥐라기 화강암체인 원주 화강암과 춘천 화강암의 심부 시추공을 활용하여 평가하였다. 절리 분포 특성을 평가하기 위해 ATV의 자료에서 추출된 균열대와 절리면을 활용하였으며, 심도에 따른 절리 빈도, 경사 방향, 경사각 등과 함께 주요 절리군을 평가하였다. 연구 대상인 원주와 춘천 화강암 모두 심도에 따라 절리 빈도가 선형적으로 증가하는 경향을 보였으며, 고각의 절리가 상대적으로 많이 분포함을 보였다. 또한 고각의 절리를 통한 지하수 유동으로 인해 심부에서도 상대적으로 풍화가 많이 발생한 경향을 보였다. RQD도 심부에서 낮은 수준의 값을 보였다. 한편, 저각의 경사각을 갖는 절리군은 고각의 절리군과는 다른 절리 특성을 보였다. 암반분류는 RMR을 기준으로 수행하였고 일축압축강도가 수행된 50 m 간격에 대한 암반분류와 함께 속도 검층자료, 지구통계기법을 활용한 심도에 따른 연속적 암반분류를 수행하였다. 원주 화강암은 전반적으로 양호한 암반등급을 보였고, 춘천 화강암도 보통 이상의 암반등급을 보였다. 두 화강암에서는 원주 화강암이 보다 높은 암반등급을 보였다. 50 m 간격과 연속적인 암반분류에서 원주 화강암은 천부가 심부에 비해 높은 등급을, 춘천 화강암은 심부가 천부에 비해 높은 등급을 보였다.

지하심부 석재자원의 품질평가 - 거창지역 화강암 석재석산의 예 - (Evaluation of the Quality of the Underground Dimension Stones -The Example of the Granite Quarry in the Geochang Area-)

  • 홍세선;이춘오;이진영;김유성
    • 암석학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.233-252
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    • 2015
  • 이번 연구에서는 체계적이며, 과학적인 탐사방법을 사용하여, 암체별로 석재대상 암반의 열극 측정과 해석으로 그 발달방향, 블록의 예상크기 및 규격석의 산출을 예측하는 방법을 제시하고자 하였다. 시추탐사에서 얻어진 시추공에 대한 텔레뷰어 탐사는 시추 코아 자료에서는 획득하기가 어려운 각종 불연속면(단층, 절리 및 균열 등)의 정확한 경사방향, 경사각 및 연장 상태에 대한 정보를 정확하게 구현할 수 있으며, 이들을 종합하여 삼차원적인 절리의 발달 상태를 예측할 수 있다. 또한 절리 연장상태가 고려된 절리구조 3차원 입체 영상에서는 석산 내 어느 지역에 절리 분포 상황을 전체적으로 파악할 수 있기 때문에 석산 개발 계획 수립을 위해 바람직한 자료가 될 것으로 판단된다. 이 연구에서는 거창지역의 석산을 대상으로 지하 심부의 절리의 연장상태를 예측하는 방법을 이용하여 석재암반에 대한 정량적인 해석을 수행하였으며, 매장량을 산출하는데 있어서 필요한 여러 요소들을 적용하여 적정한 가채물량을 추정하였다.

고준위 방사성폐기물 심부시추공 처분을 위한 국내 심부지질 환경특성 예비분석 (Preliminary Analyses of the Deep Geoenvironmental Characteristics for the Deep Borehole Disposal of High-level Radioactive Waste in Korea)

  • 이종열;이민수;최희주;김건영;김경수
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.179-188
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    • 2016
  • 원자력발전소에서 전기를 생산하고 난 후 발생하는 사용후핵연료 또는 이들 사용후핵연료의 재처리/재활용 공정으로부터 발생하는 고준위폐기물은 인간환경으로부터 안전하게 장기간 격리시켜야 한다. 최근 심부시추공 굴착기술의 획기적인 발전으로 인하여, 방사성폐기물의 심부시추공 처분기술에 대한 연구가 의미 있게 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 심부시추공을 활용하여 고준위 방사성폐기물을 지하 3~5 km 심도에 격리시키는 심부시추공 처분기술의 국내 적용 가능성을 분석하기 위하여 국내 심부 지하환경 특성에 대하여 예비분석 하였다 이를 위하여, 미국 및 유럽권 국가 연구사례와 기술개발 현황을 검토하고, 실제 국내의 심부 지질조건을 검토하기 위하여 고지열 분포지역에 개발 중인 지열 탐사공을 대상으로 3~4 km 심도까지의 암석, 지온 등 특성 자료를 수집, 분석하였다. 결정질 암반 심도 및 지온경사 등 분석 결과와 국내 발생 사용후 핵연료를 바탕으로 심부시추공 처분시스템 구성요소인 처분용기, 밀봉시스템 등에 대하여 예비단계의 개념을 제안하였다.

지온경사와 양수시험 자료를 활용한 심부 암반대수층 투수성 암반균열의 수리특성 연구 (A Study on Hydraulic Characteristics of Permeable Rock Fractures in Deep Rock Aquifer Using Geothermal Gradient and Pumping Test Data)

  • 이항복;이철우;박의섭
    • 터널과지하공간
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    • 제34권4호
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    • pp.312-329
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    • 2024
  • 지하 심부를 대상으로 하는 에너지 저장 및 개발, 방사성폐기물 처분 등 여러 지하연구사업들에서 심부 암반대수층 내 지하수 흐름의 주요 통로가 되는 투수성 암반균열의 특성 정보들은 연구시설의 설계와 건설 그리고 운영에 있어 중요한 평가 요소로 고려된다. 국내에는 심도가 매우 깊은 암반시추공에서 투수성 암반균열의 위치와 수리특성, 균열 사이에 발생할 수 있는 지하수 유동 양상에 관한 연구와 데이터베이스가 매우 부족한 실정이다. 본 논문에서는 지온경사와 양수시험 자료분석을 통해 심부 암반대수층 내 투수성 암반균열의 수리특성을 평가하였다. 먼저 온도검층을 통해 심부 지온 분포를 확인하고, 심도별 온도자료를 이용하여 선형회귀분석을 통해 지온경사를 도출하였다. 또한 양수시험을 통한 용출온도를 이용해, 균열암반에 대한 수리특성을 분석하였다. 최종적으로 이러한 물리검층과 수리시험 자료를 통합 분석함으로써 투수성 암반균열의 잠재적 위치와 수리특성, 그리고 시추공 내 지하수 흐름을 평가하였다. 본 연구에서 제안된 심부 투수성 암반균열의 특성평가 과정과 결과들은 심부 암반대수층을 대상으로 하는 지하연구사업들의 성공적인 수행을 위한 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.

지표 조사를 이용한 KURT 주변 지역의 지질모델구축 (Construction of the Geological Model around KURT area based on the surface investigations)

  • 박경우;고용권;김경수;최종원
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.191-205
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    • 2009
  • 고준위방사성폐기물처분을 위한 부지특성평가 기술을 구축하고, 이를 활용하여 심부지질환경을 이해하기 위해 1997년부터 지금까지 한국원자력 연구원 주변 지역을 고준위폐기물처분을 위한 연구지역으로 선정하여 다양한 지질 관련 연구를 수행해왔다. 특히, 2002년에는 고준위폐기물의 처분 대상 심도의 시추공 (지하 500 m)을 굴착하였으며, 2006년에는 지하처분연구시설 (KURT, KAERI Underground Research Tunnel)을 준공하여 연구지역에 대한 심부지질환경 규명을 위해 노력하고 있다. 현재, 지하처분연구터널의 좌측 연구용 모듈 내에 500 m 길이의 장심도 시추공 및 지하처분연구시설에서 남쪽으로 약 200 m 이격된 위치에서 1,000 m의 장심도 시추공에서 다양한 부지특성평가 연구를 수행 중에 있다. 본 연구는 고준위폐기물의 심지층 처분을 위한 요소기술인 심부영역의 부지특성평가기술을 구축하기 위해 수행되었으며, 수리지질학적인 관점에서 부지특성평가의 기본 모델이 되는 3차원 지질모델을 구축한 내용이다. 연구지역에서 수행된 지표 지질 조사와 시추공 자료를 이용하여 종합 분석한 결과, 수리지질학적 관점에서 중요한 풍화대, 상부 저경사단열대, 심부 영역에 존재하는 결정론적 단열대를 규명하여 3차원으로 모형화하였으며, 향후 본 연구를 통해 도출된 지질요소의 수리지질특성을 평가하여 고준위방사성폐기물처분 분야에 중요한 기술인 심부 영역의 수리지질환경을 이해하는데 활용될 예정이다.

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