• 터널과지하공간
• /
• 제24권3호
• /
• pp.201-211
• /
• 2014

본 연구에서는 전산유체역학 코드인 FLUENT를 이용한 열전달 해석을 통해 대규모 열에너지 저장을 위한 다중 암반공동의 이격거리별 열적 성능을 분석하였다. 저장공동 내부의 열성층화와 공동 외부로의 열손실 측면에서 열적 성능을 평가하였으며, 이격거리별로 시간경과에 따른 공동 주변 암반의 히팅 특성을 조사하였다. 분석결과, 주변 암반이 히팅되지 않은 초기 운영단계와 암반이 열적 정상상태에 도달한 장기 운영단계에서는 다중 암반공동의 이격거리에 따른 열적 성능의 차이가 거의 없는 것으로 검토되었다. 그러나 공동간 이격거리가 감소함에 따라 공동 사이의 암반이 열적 정상상태에 더 빠르게 도달하고, 이에 따라 저장공동 외부로의 열손실이 주변 암반의 열적 정상상태 조건에서의 열손실 값으로 빠르게 수렴하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 다중 암반공동의 이격거리를 줄임으로써 주변 암반의 히팅에 소요되는 운영비용을 줄일 수 있음을 나타내며, 이로부터 다중 열저장 공동의 이격거리 결정시 공동의 건설비용과 함께 암반히팅에 대한 운영비용을 고려해야 함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 1993년도 지하공간 건설기술에 관한 서울 심포지움 논문집
• /
• pp.119-132
• /
• 1993

Modern construction of tunneis and large caverns in hard rock involves high technology design and construction methods. The use of sofisticated construction equipment is also an important part of a succesful completion. Since tunnels and caverns in hard rock often is situated in urban or sub-urban areas, the construction works have to be carried out under strict control as far as vibrations and other impacts on the environment is concerned. This paper will mainty discuss modern methods and equipment for the construction of large caverns.

• 터널과지하공간
• /
• 제23권4호
• /
• pp.308-318
• /
• 2013

열저장소 내 열성층화는 에너지저장 시스템의 효율을 향상시키고 수요 발생시 더 많은 유효에너지를 공급하기 위해 필수적인 기술이다. 일반적으로 저장소의 종횡비(폭에 대한 높이의 비)와 크기에 따라 열성층도가 달라지는 것으로 알려져 있다. 본 논문은 열수 저장을 위한 암반공동의 종횡비와 저장용량이 저장공동 내 열성층화와 외부로의 열손실에 미치는 영향을 조사하는 데 연구 목적이 있다. 이를 위해 전산유체역학 코드인 FLUENT를 이용하여 암반공동의 종횡비와 저장용량에 따른 열전달 시뮬레이션을 수행하였다. 성층도 정량화 지수를 이용하여 시간경과에 따른 열성층화의 변화를 분석하였으며, 저장공동 외부로의 열손실을 평가하였다. 분석 결과, 종횡비가 증가함에 따라 공동 내 열성층화가 향상되는 경향을 보였으나, 종횡비 3-4 이상부터는 이러한 영향이 크지 않은 것으로 분석되었다. 저장용량이 작은 암반공동에 비해 용량이 큰 암반공동에서 상대적으로 긴 시간 동안 열성층화가 높게 유지되는 것으로 분석되었으나, 종횡비 증가에 따라 저장용량이 다른 공동들간의 성층화 차이가 줄어드는 경향을 나타냈다. 암반공동의 종횡비가 커질수록 공동의 표면적이 늘어나 종횡비의 증가에 따라 주변 암반으로의 열손실이 증가하는 경향을 보였으며, 단위 저장용량을 줄여 소규모 다중공동을 적용하는 경우, 총 저장용량이 동일한 단일공동에 비해 전체 열손실량이 증가하는 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제11권2호
• /
• pp.109-119
• /
• 2001

우리나라의 양수발전소는 지금까지 단일공동을 굴착하였다. 그러나 양양 양수발전소는 두 개의 대공동 즉, 발전소와 주 변전소로 구성된다. 이 경우 공동 구조물의 안정성, 특히 두 공동사이에 형성되는 암주를 영구적으로 안전하게 유지할 수 있도록 보장되어야 한다. 본 연구에서는 개별요소법을 이용하여 두 공동과 암주의 구조적 안정성을 평가하였으며, 구성모델로 Barton-Bandis의 절리모델을 이용하였다. 현지 암반의 초기응력, 자연절리면의 거칠기계수, 불연속면의 공간적 분포 특성과 같은 중요한 요인들은 현지 조사를 통하여 구하였다. 이외에 두가지 경우 즉, 무보강과 보강의 경우 지보시스템의 최적화를 분석하였으며, 또한 보강효과를 검토하였다. 연구결과 보강의 경우 수평변위와 절리의 전단변위가 감소되었으며 암주내 이완영역 역시 감소됨을 확인하였다. 두 공동사이에 있는 약 36 m 두께의 암주에 적절한 보강조치를 취하여 안정성을 확보할 수 있었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제10권2호
• /
• pp.249-256
• /
• 2000

1980년대 말 이후 산업구조의 개편에 따라 국내 대부분의 광산은 폐·휴업 상태이며, 기존 채굴공동은 방치되고 있어 부분적으로 환경 저해요인으로 인식되고 있는 실정이다. 따라서,이들 폐공동의 활용방안을 검토하기 위하여 1차적으로 외국의 활용 사례를 검토하였다. 그 결과 농·수·축산물의 지하저장, 압축공기의 저장시설, 산업 폐기물의 처리장으로의 활용 예를 예시하였다. 그러나 국내에서 비교적 쉽게 활용할 수 있는 분야는 산업 폐기물의 처리장이라 할 수 있다. 이를 위해서는 채굴공동에 대한 보강 및 안전 대책의 수립은 물론 각 이용 목적에 따른 암반공학적 연구가 선행되어야 한다.

• 터널과지하공간
• /
• 제14권1호
• /
• pp.16-25
• /
• 2004

저온가스를 지하공동에 저장하는 것은 안전과 운영 측면에서 많은 장점이 있다. 그러나 저장된 극저온가스는 주변암반의 온도변화를 야기하여 공동의 안정성에 영향을 줄 수 있다. 따라서 성공적인 저장공동의 건설을 위해서는 건설 초기에 공동 주위암반의 온도분포를 정확히 예측하는 것이 필수적이다. 본 연구의 목적은 저장공동 주변의 온도분포를 예측할 수 있는 이론해의 개발과 평가이다. 이를 위해, 공동의 형상을 단순화하고 비정상 열전도 이론을 적용하여 이론해를 도출하였다. 이론해의 적용성을 평가하기 위해서 이론해와 유한 차분 해석프로그램인 FLAC을 이용한 수치해석을 이용해 저장공동 주변의 2차원$.$3차원 온도분포를 추정하여 그 결과를 비교하였다. 또한, 공동의 크기에 대한 영향도 조사되었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제10권4호
• /
• pp.544-552
• /
• 2000

노르웨이의 지질은 굳은 기반암, 높은 산악, 깊은 계곡과 피요르드로 특징 지울 수 있으며 이러한 지질학적 특성을 배경으로 많은 터널과 암반공동이 개발되었다. 터널 굴착에 종사하는 근로자들의 인건비가 매우 높음에도 불구하고 노르웨이는 이러한 터널과 암반공동의 건설에서 세계에서 가장 높은 경쟁력을 유지하고 있다. 기반암이 견고하다는 지질적인 장점 외에도 노르웨이가 저렴한 가격으로 굴착을 할 수 있는 요인은 무지보압력수로 터널, 압기완충공동, 수중관통발파와 같은 암반굴착기술의 혁신과 합리적인 계약체계, 축적된 경험으로부터 발전된 효율적인 작업 팀의 구성 및 작업방식 등이다. 본 논문에서는 지하공간 활용을 증대시킬 목적으로 노르웨이의 굴착기술을 분석하였다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제10권2호
• /
• pp.175-188
• /
• 2016

The construction of a new cavern modifies the state of stresses and displacements in a zone around the existing cavern. For multiple caverns, the size of this influence zone depends on the ground type, the in situ stress, the cavern span and shape, the width of the pillar separating the caverns, and the excavation sequence. Performances of underground twin caverns can be unsatisfactory as a result of either instability (collapse) or excessive displacements. These two distinct failures should be prevented in design. This study simulated the ultimate and serviceability performances of underground twin rock caverns of various sizes and shapes. The global factor of safety is used as the criterion for determining the ultimate limit state and the calculated maximum displacement around the cavern opening is adopted as the serviceability limit state criterion. Based on the results of a series of numerical simulations, simple regression models were developed for estimating the global factor of safety and the maximum displacement, respectively. It was proposed that a proper pillar width can be determined based on the threshold influence factor value. In addition, design charts with regard to the selection of the pillar width for underground twin rock caverns under similar ground conditions were also developed.

• 터널과지하공간
• /
• 제23권2호
• /
• pp.150-159
• /
• 2013

일반적으로 열저장소의 종횡비(폭에 대한 높이의 비)가 커짐에 따라 저장된 열에너지의 성층화가 높게 유지될 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 열저장소의 열적 성능을 높이기 위해서는 저장소 종횡비를 크게 설정하는 것이 유리할 것이다. 그러나 종횡비의 증가에 따라 저장소의 폭에 비해 높이가 커지고, 이는 열저장소의 구조적 안정성 측면에서 불리하게 작용할 수 있으므로 저장소의 최적 종횡비 결정시 열적 성능 분석과 더불어 역학적 안정성에 대한 정량적인 분석이 수행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 지하 열에너지 저장을 위한 사일로형 암반공동의 종횡비 변화에 따른 역학적 안정성을 수치해석적으로 조사하였다. 적용한 종횡비는 1-6의 범위이었고, 전단강도 감소기법에 의한 안전율을 토대로 암반공동의 역학적 안정성을 평가하였다. 종횡비별 안정성 분석 결과, 암반공동의 종횡비가 증가함에 따라 안전율이 감소하는 경향을 보였으며, 주변 암반의 측압계수가 안정성에 미치는 영향이 큰 것으로 분석되었다. 또한 동일한 암반특성 및 종횡비 조건에서 암반공동의 규모(저장 용량)가 줄어듦에 따라 안정성이 향상되는 것으로 나타나, 큰 규모의 단일 암반공동을 소규모의 다중 암반공동으로 분할함으로써 높은 종횡비의 암반공동 설계가 가능한 것을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제3권1호
• /
• pp.24-32
• /
• 1993

Groundwater movement is one of the most important elements in the construction and management of underground oil storage cavern. To control the groundwater flow, grouting is run in parallel with water curtains. But as traditional grouting is conducted within cavern before and after excavation, the effect of grouting is delayed and the injection sphere is limited in the rock mass. Therefore, it is desirable to introduce a more extensive and effective grouting. This article is to present the caly grouting, which was the first to be carried out in the construction of underground caverns for oil storage in Japan. After conducting the clay grouting, the effect was confirmed by ground water level and infiltration quantity to the caverns.