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Technical Note
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지하공간을 활용한 지하 양수발전 연구 동향 및 분석
A Review of the Studies of Underground Pumped Hydro Energy Storage Utilizing Underground Spaces
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안우성, 이지원, 김민주, 김보희, 권상기
Wusung An, Jeewon Lee, Minju Kim, Bohui Kim, Sangki Kwon
- 에너지의 무탄소화에 따라 장주기 에너지저장장치(ESS)의 필요성이 증가하고 있다. 장주기 에너지저장장치 중 하나인 지하 양수발전(UPHES)은 양수발전(PHES)의 하부 저수지를 지하화하는 기술로, 환경 경관 훼손의 …
As the transition to carbon-free energy progresses, the need for long-duration Energy Storage System (ESS) is increasing. Underground Pumped Hydro Energy Storage …
- 에너지의 무탄소화에 따라 장주기 에너지저장장치(ESS)의 필요성이 증가하고 있다. 장주기 에너지저장장치 중 하나인 지하 양수발전(UPHES)은 양수발전(PHES)의 하부 저수지를 지하화하는 기술로, 환경 경관 훼손의 최소화가 가능하다는 점, 광산 등 유휴 지하공간을 활용하거나 노후 PHES의 상부 저수지를 공유할 수 있다는 점에서 장점을 가진다. 수갱을 가진 광산과 연식 30년 이상의 노후 PHES를 보유한 국내 현황을 고려할 때, UPHES는 국내 장주기 ESS 수요에 부응할 수 있을 것으로 사료된다. 따라서, UPHES의 연구 동향을 문헌조사를 통해 조사하고 VOSviewer를 이용한 계량서지분석을 수행하였다. 특히, 지하 양수발전의 실현을 위해 필요한 수치해석 모델링 연구들을 수집해 모델링 대상과 사용된 소프트웨어를 분석하였다. 분석 결과, 탄광을 활용한 UPHES 연구가 주로 진행되었으며, 주요 모델링 대상은 암반 안정성, 물과 공기의 유동, 저수지와 대수층 간 상호작용임을 알 수 있었다. 본 논문을 통한 UPHES의 연구동향 조사로 UPHES의 국내 연구를 촉발하는 계기가 될 것으로 기대한다.
- COLLAPSE
As the transition to carbon-free energy progresses, the need for long-duration Energy Storage System (ESS) is increasing. Underground Pumped Hydro Energy Storage (UPHES) is one type of long-duration energy storage system that utilizes an underground reservoir. It offers several advantages, including minimizing environmental impact, increasing installed capacity by utilizing old Pumped Hydro Energy Storage (PHES) reservoirs, and utilizing unused underground spaces such as mines. Considering the current situation in Korea, where there are mines with vertical shafts and PHES with a service life of 30 years or more, UPHES is expected to meet the demand for long-term ESS in Korea. Therefore, we investigated the research trends of UPHES through literature review and performed quantitative bibliometric analysis using VOSviewer. In particular, we collected numerical modeling studies necessary for the realization of underground pumped storage power generation and analyzed the modeling targets and software used. The analysis revealed that UPHES research utilizing coal mines was predominant, with the primary modeling targets being rock stability, fluid flow of water and air, and interactions between reservoirs and aquifers. It is anticipated that this study on UPHES research trends will serve as a catalyst for domestic research in the field.
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지하공간을 활용한 지하 양수발전 연구 동향 및 분석
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Technical Note
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팽윤성이 큰 불포화토의 역학적 거동 수치해석을 위한 Barcelona Expansive Model (BExM) 및 적용 사례 소개
A Review of the Barcelona Expansive Model (BExM) and its Application for Numerical Simulation of the Mechanical Behavior of Highly Expansive Unsaturated Soils
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이창수, 김진우, 김진섭
Changsoo Lee, Jinwoo Kim, Jin-Seop Kim
- 팽윤 특성이 큰 압축 벤토나이트의 역학적 거동은 고준위방사성폐기물 처분장 설계, 특히 공학적방벽 설계에 있어 주요한 인자이다. 따라서 공학적방벽시스템 장기적 성능 예측 및 …
The mechanical behavior of compacted bentonite with high swelling potential is a key factor in the design of repositories for high-level radioactive …
- 팽윤 특성이 큰 압축 벤토나이트의 역학적 거동은 고준위방사성폐기물 처분장 설계, 특히 공학적방벽 설계에 있어 주요한 인자이다. 따라서 공학적방벽시스템 장기적 성능 예측 및 평가를 위한 수치해석을 수행하기 위해서는 적절한 역학적 구성모델이 필수적이다. 이러한 이유로 약간(slightly) 또는 보통(moderately)의 팽윤 특성을 갖는 불포화토의 역학적인 거동에 적합한 Barcelona Basic Model (BBM)이 많이 활용되고 있다. 하지만, BBM은 더 큰 팽윤 특성을 가지는 불포화토의 일부 현상에 대한 수치해석에는 한계점을 보이고 있다. BBM이 가지는 한계점을 극복하고자 점토와 벤토나이트와 같이 큰 팽윤 특성을 지니는 매질을 이중 구조로 고려하여 좀 더 나은 Barcelona Expansive Model (BExM)이 제안되었다. 본 기술보고에서는 BExM의 기본 개념과 BExM에서 복합거동을 모사하기 위해 사용된 수식들을 먼저 정리하였으며, 그 다음으로 반복된 건조-포화과정에 따른 변형률 변화 및 흡입력 제어 압밀시험 등에 대한 적용 사례를 정리하여 기술하였다. 본 기술보고에서 살펴본 BExM은 향후 공학적방벽재인 벤토나이트 완충재와 뒤채움재에서의 열-수리-역학(thermo-hydro-mechanical; THM) 복합거동 특성 평가모델로 활용될 수 있을 것이다. 또한, 본 기술보고에 기술된 예제는 향후 개발될 TOUGH2-MP/FLAC3D 시뮬레이터의 BExM 해석모듈 검증자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- COLLAPSE
The mechanical behavior of compacted bentonite with high swelling potential is a key factor in the design of repositories for high-level radioactive waste disposal, particularly in the design of engineered barriers system (EBS). In this context, predicting and evaluating the long-term performance of EBS by numerical analysis requires an appropriate constitutive model. The Barcelona Basic Model (BBM), which is suitable for simulating the mechanical behavior of unsaturated soils with slightly or moderate swelling characteristics, is widely used for this purpose. However, the BBM has limitations in representing some important phenomena observed in highly expansive unsaturated soils. To overcome these limitations, the Barcelona Expansive Model (BExM) was proposed to model highly expansive soils such as clays and bentonites as two distinct levels: micro- and macro-structure. In this technical note, the basic concepts of the BExM and the mathematical formulas used to simulate mechanical behavior are first summarized, followed by two examples: strain accumulation due to drying-wetting cycles and controlled-suction oedometer tests. The BExM introduced in this report can be adopted as a constitutive numerical model to simulate the coupled thermo-hydro-mechanical (THM) behavior of compacted bentonite buffer blocks and backfill materials. It is anticipated that the examples described in this report can be used for verification of BExM module in TOUGH2-MP/FLAC3D.
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팽윤성이 큰 불포화토의 역학적 거동 수치해석을 위한 Barcelona Expansive Model (BExM) 및 적용 사례 소개
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Technical Note
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지하 암반을 활용한 중대용량 액체수소 저장기술 분석
Comprehensive Analysis of Large-Capacity Liquid Hydrogen Storage Utilizing Underground Rock Cavern
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이종원, 박의섭, 정용복, 김명선, 김민준
Jong-Won Lee, Eui-Seob Park, Yong-Bok Jung, Myungsun Kim, Min-Jun Kim
- 수소에너지는 높은 비에너지와 연소 시 이산화탄소를 배출하지 않는 특성으로 인해 탄소중립 달성을 위한 핵심 수단으로 인식되고 있다. 본 연구에서는 안정적인 수소 공급을 …
Hydrogen energy is recognized as a critical solution for achieving carbon neutrality due to its high specific energy and zero carbon emissions …
- 수소에너지는 높은 비에너지와 연소 시 이산화탄소를 배출하지 않는 특성으로 인해 탄소중립 달성을 위한 핵심 수단으로 인식되고 있다. 본 연구에서는 안정적인 수소 공급을 위한 대규모 및 장주기 저장 시스템 구축에 필수적인 지하 수소저장 기술을 검토하였다. 암염 공동, 폐유/가스전, 심부 대수층, 복공식 암반공동(LRC) 등 다양한 지하 저장 방식의 대해 국내 지질 조건에서의 기술적 타당성과 적용 가능성을 분석하였다. 이 중 LRC 방식은 설계 유연성이 높고 특정 지질 조건에 대한 의존도가 낮아 가장 유망한 방법으로 평가되었다. 또한, 압축 기체 수소, 액체 수소, 액상 암모니아, 액상 유기수소운반체 등 다양한 수소 저장물질 형태를 평가한 결과, 액체 수소는 극저온 저장과 재료 취성화의 기술적 한계에도 불구하고 높은 부피당 에너지 밀도로 인해 지하 저장용으로 최적의 저장물질 형태로 도출되었다. 본 연구에서는 LRC 시스템을 활용한 액체 수소 저장이 국내 에너지 안보 강화와 수소경제 실현을 위한 효과적인 방안으로 평가되었다. 이러한 결과는 안전하고 효율적인 지하 수소저장 기술 개발을 위한 기초 자료로 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- COLLAPSE
Hydrogen energy is recognized as a critical solution for achieving carbon neutrality due to its high specific energy and zero carbon emissions upon combustion. This study reviews current technologies for underground hydrogen storage to support large-scale, long-duration storage systems essential for a stable hydrogen supply. Various geological storage methods, including salt caverns, depleted oil and gas reservoirs, deep saline aquifers, and lined rock caverns (LRC), were analyzed for their technical feasibility and applicability under Korean geological conditions. Among these options, LRC systems emerged as the most promising approach, offering design flexibility and minimal dependence on specific geological formations. Additionally, this study evaluated different hydrogen storage carriers, such as compressed gaseous hydrogen, liquid hydrogen, liquid ammonia, and liquid organic hydrogen carriers. Liquid hydrogen was identified as an optimal storage carrier for underground applications due to its high volumetric energy density, despite challenges related to cryogenic storage and material embrittlement. These findings suggest that liquid hydrogen storage in LRC systems can be a practical strategy to enhance Korea’s energy security and advance its hydrogen economy. This review provides essential insights for the development of safe, efficient underground hydrogen storage technologies.
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지하 암반을 활용한 중대용량 액체수소 저장기술 분석
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Original Article
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직접전단시험에 의한 국내 화강암 절리면의 크리프 거동 특성 평가
Evaluation of Shear Creep Behavior of Granite Joints by Direct Shear Test
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김현식, 최승범, 하성준, 정호영
Hyun-Sik Kim, Seung Bum Choi, Sung-Jun Ha, Hoyoung Jeong
- 본 연구는 국내 화강암 절리면의 전단 크리프 거동을 정량적으로 분석하기 위한 목적으로 수행되었다. 시험에는 황등화강암을 사용하였으며, 쐐기형 인장파괴를 통해 생성된 불연속면 시험편에 …
This study was conducted to quantitatively analyze the shear creep behavior of granite joint surfaces in Korea. Hwangdeung granite was used in …
- 본 연구는 국내 화강암 절리면의 전단 크리프 거동을 정량적으로 분석하기 위한 목적으로 수행되었다. 시험에는 황등화강암을 사용하였으며, 쐐기형 인장파괴를 통해 생성된 불연속면 시험편에 대해 직접 전단 크리프 시험을 수행하였다. 크리프 시험은 최대 전단강도의 85%에서 65%까지 단계적으로 응력을 변화시켜 진행하였으며, 시험 전 및 시험 후에는 휴대용 3D 스캐너를 이용하여 Z2(통계적 거칠기 파라미터)를 측정하고, Barton 식을 통해 JRC 및 최대 전단강도를 산정하였다. 본 연구에서는 특정 영역에 국한하여 국소적으로 거칠기 감소가 발생했으며, 전단응력 수준에 따라 거칠기 감소정도가 다른 것이 확인되었다. 75% 이상의 응력 수준에서 3차 크리프가 발생하였으며, 이는 임계 응력 초과 시 구조적 안정성 저하 가능성을 시사하였다. 전단 크리프 속도는 3차 > 1차 > 2차 순으로 증가하였으며, 이는 크리프 단계별 변형 메커니즘의 차이에 기인한 것으로 판단된다. 크리프 모델 중 Burger 모델이 실험 데이터와의 적합성이 가장 높게 나타났으며, Kelvin 모델은 크리프 변형을 과소평가하는 경향을 보였다. 한편, 도출된 크리프 파라미터는 제한된 시험 조건 하에서 명확한 경향성을 나타내지 않아, 향후 다양한 암반 조건 및 응력 수준에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단되었다.
- COLLAPSE
This study was conducted to quantitatively analyze the shear creep behavior of granite joint surfaces in Korea. Hwangdeung granite was used in the tests, and direct shear creep tests were performed on discontinuity specimens created through wedge-type tensile splitting. The shear creep tests were carried out under stepwise shear stress levels ranging from 85% to 65% of the peak shear strength. Prior to and following the tests, a portable 3D scanner was used to measure the statistical roughness parameter (Z2), from which the JRC and peak shear strength were calculated using Barton’s empirical equation. The results revealed localized degradation of surface roughness, with the degree of degradation varying depending on the applied shear stress level. At stress levels above 75%, tertiary creep was observed, indicating a potential reduction in structural stability due to exceedance of the critical stress threshold. The shear creep rate increased in the order of tertiary > primary > secondary, suggesting differences in deformation mechanisms across creep stages. Among the creep models applied, the Burger model showed the best fit with the experimental data, while the Kelvin model tended to underestimate the creep deformation. However, the derived creep parameters did not exhibit a clear trend under the limited test conditions, indicating the need for further studies under various rock and stress conditions. This study is expected to provide fundamental data applicable to long-term shear behavior assessment of discontinuities and verification of creep model applicability.
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직접전단시험에 의한 국내 화강암 절리면의 크리프 거동 특성 평가
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Original Article
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고준위방사성폐기물 심층처분을 위한 고압 팽창계를 활용한 심부 암반의 현지 응력 산정
Assessment of In-situ Stress at Deep Depth using a Pressuremeter Test for Deep Geological Repository of High-Level Radioactive Waste
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천대성, 박재용, 송원경, 김기석
Dae-Sung Cheon, Jai-Yong Park, Won-Kyong Song, Ki Seog Kim
- 심부 암반의 현지 응력 평가는 고준위방사성폐기물 처분시설의 안정성과 건설 가능성에 핵심적인 요소이다. 본 연구에서는 고압 팽창계(High-Pressure Dilatometer, HPD)를 이용한 공동 수축 크립(Cavity …
In-situ stress evaluation of deep rock masses is a critical factor for the stability and constructability of high-level radioactive waste disposal facilities. …
- 심부 암반의 현지 응력 평가는 고준위방사성폐기물 처분시설의 안정성과 건설 가능성에 핵심적인 요소이다. 본 연구에서는 고압 팽창계(High-Pressure Dilatometer, HPD)를 이용한 공동 수축 크립(Cavity Contraction Creep, CCC) 시험을 통해 심부 암반의 현지 응력을 평가하였다. 현지 응력 평가는 원주 지역의 757.3 m 심도 시추공에서 수행되었으며, Cambridge Insitu 사의 73 mm 고압 팽창계를 사용하여 450 m 심도까지 5개 지점에서 시험을 실시하였다. 공동 수축 크립 시험은 공동 벽면의 압력과 변위를 측정하여 크립 크기와 크립 속도를 분석함으로써 현지 응력을 산정하는 방법으로, 암반의 변형계수의 측정과 동시에 현지 응력을 평가할 수 있는 장점이 있다. 시험 결과, 심도 101.5 m에서 최대 수평응력 3.29 MPa, 최소 수평응력 2.06 MPa, 심도 449 m에서 최대 수평응력 12.63 MPa, 최소 수평응력 8.83 MPa로 심도 증가에 따른 응력 증가 경향을 확인하였다. 동일 지역에서 수행된 수압파쇄시험 결과와 비교한 결과, 공동 수축 크립 시험에서 상대적으로 낮은 수평응력 값이 산정되었는데, 이는 암반 파괴를 유도하지 않는 공동 수축 크립 시험의 특성에 기인하는 것으로 분석되었다. 비록 공동 수축 크립 시험이 크립 해석의 주관성과 장비 보정의 중요성 등 한계점을 가지고 있으나, 기존 수압파쇄법과 함께 심부 암반 현지응력의 범위를 산정하는 유용한 대안적 방법으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- COLLAPSE
In-situ stress evaluation of deep rock masses is a critical factor for the stability and constructability of high-level radioactive waste disposal facilities. In this study, in-situ stress in deep rock masses was evaluated through Cavity Contraction Creep (CCC) tests using a High-Pressure Dilatometer (HPD). The in-situ stress evaluation was conducted in a borehole at 757.3 m depth in the Wonju, using a 73 mm High-Pressure Dilatometer manufactured by Cambridge Insitu. Tests were performed at five locations up to 450 m depth. The CCC test is a method for determining in-situ stress by measuring pressure and displacement at the cavity wall and analyzing creep movement and creep rate. This method has the advantage of simultaneously evaluating in-situ stress while measuring the deformation modulus of rock masses. Test results showed maximum horizontal stress of 3.29 MPa and minimum horizontal stress of 2.06 MPa at 101.5 m depth, and maximum horizontal stress of 12.63 MPa and minimum horizontal stress of 8.83 MPa at 449 m depth, confirming the trend of increasing stress with depth. When compared with hydraulic fracturing test results conducted in the same area, the CCC tests yielded relatively lower horizontal stress values, which was attributed to the characteristic of CCC tests that do not induce rock failure. Although CCC tests have limitations such as subjectivity in creep analysis and the importance of equipment calibration, they can be utilized as a useful alternative method for determining the range of in-situ stress in deep rock masses in conjunction with conventional hydraulic fracturing methods.
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고준위방사성폐기물 심층처분을 위한 고압 팽창계를 활용한 심부 암반의 현지 응력 산정
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Original Article
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패턴 투영 기반 터널 막장면 발파의 신속 정확한 표시 솔루션 개발
Pattern Projection Solution for Rapid and Accurate Tunnel Face Blasting Implementation
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SeyedahmadMehrishal, 임준수, 강일석, 신영진, 임주휘, 송재준
Mehrishal Seyedahmad, Junsu Leem, Il-Seok Kang, Young Jin Shin, Juhyi Yim, Jae-Joon Song
- 기존의 발파 패턴 표시는 수작업에 의존해 노동집약적이고 오류가 발생하기 쉬우며, 작업자가 직접 접근해야 한다는 한계가 있다. 본 연구는 터널 막장면에 발파 패턴을 …
Traditional manual methods for marking blasting patterns are time-consuming and error- prone, with physical access limitations. This research presents a pattern projection …
- 기존의 발파 패턴 표시는 수작업에 의존해 노동집약적이고 오류가 발생하기 쉬우며, 작업자가 직접 접근해야 한다는 한계가 있다. 본 연구는 터널 막장면에 발파 패턴을 투영하여 지하 굴착의 정밀도와 효율성을 향상시키는 시스템을 제안한다. 이는 빔 프로젝터를 활용해 발파 패턴을 터널 막장면에 직접 투영할 수 있는 소프트웨어 솔루션으로 구성되며, 표시 작업 시간을 획기적으로 단축하고 천공 정확도를 향상시킨다. 수동, 자동, 반자동의 세 가지 패턴 정렬 기법을 비교한 결과, 반자동 방식이 정밀도와 현장 실용성 간의 균형 측면에서 가장 우수한 성능을 보였다. 제안된 시스템은 천공 패턴, 지질 정보, 발파 설계 정보를 시각화할 수 있으며, 위치 오차를 줄이고 현장 적용성을 높여 발파 결과를 개선할 수 있다. 본 시스템은 특별한 장비나 전문 인력 없이도 운용 가능하며, 안전성과 작업 유연성을 유지한다는 점에서 다른 투영 방식에 비해 명확한 장점을 갖는다. 본 연구를 통해 발파 설계와 실제 시공 간의 간극을 효과적으로 해소함으로써 지하 굴착 작업의 디지털 전환에 기여할 수 있다.
- COLLAPSE
Traditional manual methods for marking blasting patterns are time-consuming and error- prone, with physical access limitations. This research presents a pattern projection system for the tunnel face that improves precision and efficiency in underground excavation. The software solution developed in this research enables the projection of blasting patterns directly onto tunnel faces using standard projectors, significantly reducing layout time and improving drilling accuracy. Three projected pattern alignment methodologies were evaluated: manual, automatic, and semi-automatic, with the semi-automatic approach proving most effective in balancing precision with operational practicality in challenging underground environments. Field validation demonstrated the system’s ability to visualize drilling patterns, geological information, and blast design parameters, resulting in reduced positioning errors, improved adaptability to field conditions, which could result in enhanced blasting outcomes. The system offers considerable advantages over previous projection methods, requiring no specialized hardware integration or expert personnel, while maintaining safety and operational flexibility. This technology effectively bridges the gap between digital design and physical implementation in tunnel excavation, supporting the digital transformation of underground construction practices.
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패턴 투영 기반 터널 막장면 발파의 신속 정확한 표시 솔루션 개발
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Original Article
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균열 방향성 자료의 밀도 분석 및 자동 군집화 알고리즘 연구
A Study of Density Analysis and Automatic Clustering Algorithm of Fracture Orientation Data
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이근채, 김병찬, 송명규, 이승원
Kunchai Lee, Bryan Kim, Myungkyu Song, Sean Lee
- 암반 내에 분포하는 균열의 방향성은 암반의 거동에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 따라서 현장에서 측정된 균열의 방향성 자료는 암반을 대상으로 하는 공학 활동에서 …
The orientation of fractures distributed within rock masses is an important factor that affects the behavior of rock masses. Therefore, the orientation …
- 암반 내에 분포하는 균열의 방향성은 암반의 거동에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 따라서 현장에서 측정된 균열의 방향성 자료는 암반을 대상으로 하는 공학 활동에서 면밀히 분석되어야 하는 자료이다. 이러한 균열들은 유사한 방향을 갖는 군집들로 분류될 수 있으며, 각 균열군의 대표 특성은 공학적 분석에서 균열이 암반의 거동에 미치는 영향을 반영하는 데 사용된다. 본 연구에서는 시추공 영상에서 얻은 방향성 자료를 이용하여 대상 암반에 분포하는 균열들을 자동으로 군집화하고, 이를 시각화하여 암반 내 균열의 분포 및 통계적 특성을 제시하였다. 이 과정에서 피셔 분포에 기반한 자동 군집화 알고리즘인 피셔혼합모델 알고리즘을 개발하고, 초기 매개변수의 합리적이고 효율적인 설정을 위한 여러 대안을 제시하였다.
- COLLAPSE
The orientation of fractures distributed within rock masses is an important factor that affects the behavior of rock masses. Therefore, the orientation data of the borehole images measured in the field are data that must be closely analyzed in engineering activities targeting rock masses. These fractures can be classified into clusters with similar orientations, and the representative characteristics of fractures in each cluster are used to reflect the influence of the fractures on the behavior of the rock mass in engineering analysis. In this study, the orientation data obtained from the borehole image were used to automatically cluster the fractures distributed in the target rock mass, and the results were visualized to present the distribution and statistical characteristics of the fractures in the rock mass. In this process, the Fisher mixture model method was developed as an automatic clustering algorithm based on Fisher distribution, and several alternatives for rational and efficient setting of initial parameters were presented.
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균열 방향성 자료의 밀도 분석 및 자동 군집화 알고리즘 연구
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Original Article
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Agarwal 분석법을 활용한 심부 균열암반 내 정압주입시험 후 회복단계의 수리특성 연구
A Study on Hydraulic Properties of Recovery Phases Following Constant Pressure Injection Tests in Deep Fractured Rock Using Agarwal’s Method
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이항복
Hangbok Lee
- 본 논문에서는 Agarwal 분석법을 이용하여 국내 심부 균열암반 내 정압주입시험 이후 회복단계에서의 수리특성을 평가하였다. 먼저 자체적으로 개발된 고성능 현장수리시험장비를 활용해 국내 화산암 …
This study evaluated the hydraulic properties during the recovery phase following constant pressure injection test in deep fractured rock formations in Korea …
- 본 논문에서는 Agarwal 분석법을 이용하여 국내 심부 균열암반 내 정압주입시험 이후 회복단계에서의 수리특성을 평가하였다. 먼저 자체적으로 개발된 고성능 현장수리시험장비를 활용해 국내 화산암 및 화강암 지역의 심부 시추공에서 정압주입-회복시험을 수행하였다. 회복단계에서 획득한 현지 압력강하 자료에 Agarwal 분석법을 적용하여 균열암반의 대표적인 수리상수인 수리전도도를 산출하였고, 지하수 흐름 양상에 관해서도 파악하였다. 연구 분석 결과, Agarwal 분석법 내 등가시간의 계산방법 및 종류에 따라 도출되는 수리전도도값의 차이가 크게 발생하였다. 또한 등가 시간이 수리특성에 미치는 영향 정도는 현장 시험 구간의 투수성에 따라 달라지는 것을 확인하였다. 고투수성 구간에서는 등가 시간 종류별 회복 압력곡선의 형태나 수리전도도값이 전체적으로 유사하였으나, 중투수성 특히 저투수성 환경조건에서는 분석에 적용하는 등가 시간 종류에 따라 수리특성 결과에 있어 큰 차이를 보였다. 따라서 정압주입시험 이후 회복단계의 수리특성을 정확하게 평가하고 그 신뢰도를 확보하기 위해서는 Agarwal 분석법 내 등가 시간 개념을 면밀히 이해하고 이를 투수성 환경조건에 맞추어 적절하게 선택 적용하는 것이 중요하다.
- COLLAPSE
This study evaluated the hydraulic properties during the recovery phase following constant pressure injection test in deep fractured rock formations in Korea using Agarwal’s method. High-performance hydraulic testing equipment was used to conduct constant pressure injection-recovery test in deep boreholes drilled in volcanic rock and granite regions. Agarwal’s method was applied to drawdown data obtained during the recovery phase to estimate hydraulic conductivity (representative hydraulic parameter of fractured rocks) and to analyze groundwater flow patterns. The analysis indicated significant variations in hydraulic conductivity values depending on the calculation type of equivalent time used in Agarwal’s method. The influence of equivalent time on hydraulic properties was found to vary with the permeability of the test interval. In high-permeability zones, the shapes of recovery pressure curves and the estimated hydraulic conductivity values were generally consistent across different types of equivalent time. However, in medium- and particularly low-permeability conditions, the resulting hydraulic properties varied considerably depending on the type of equivalent time applied in the analysis. These findings highlight the importance of understanding the concept of equivalent time within Agarwal’s method and selecting the appropriate calculation method to ensure reliable evaluation of hydraulic property during the recovery phase of constant pressure injection tests, particularly in varying permeability environments.
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Agarwal 분석법을 활용한 심부 균열암반 내 정압주입시험 후 회복단계의 수리특성 연구