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구조모델을 이용한 암석의 유효열전도도 분석
Analyzing Effective Thermal Conductivity of Rocks Using Structural Models 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.44 no.2, 2011년, pp.171 - 180  

차장환 (공주대학교) ,  구민호 (공주대학교) ,  김영석 (공주대학교) ,  이영민 (한국지질자원연구원)

초록
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화강암, 사암, 편마암으로 구성된 21개 암석시료를 대상으로 열전도도를 측정하고, XRD 정량분석을 통해 구성광물의 조성을 파악하였으며, 구조모델 이용하여 석영 함량 및 광물입자의 크기가 암석의 유효열전도도에 미치는 영향을 분석하였다. 측정된 열전도도는 석영 함량과 높은 상관성을 보여 ($R^2=0.75$), 석영 함량으로부터 열전도도를 추정할 수 있는 선형회귀모형을 제시하였다. 화강암 및 변성암 일부 시료의 경우 유사한 석영 함량에도 불구하고 열전도도가 크게 다른 값을 보였는데, 이는 주로 광물업자의 크기 변화와 관련이 있는 것으로 나타났다. 구조모델을 통한 분석 결과 입자의 크기가 작은 경우 열전도도는 scries와 EMT모델의 중간 영역에 해당하는 값을 보이며, 입자가 커지면서 EMT모델, ME모델을 거쳐 Parallel모델에 근접하게 변화하였다. 이러한 열전달 구조모델의 변화는 입자의 크기에 따른 열전도도 변화가 3 mm 두께의 원반시편을 이용하는 실험 규모와 관련이 있음을 시사한다. 즉, 얇은 원반 시료를 이용하여 암석의 열전도도를 측정할 경우 규모효과에 의하여 실제 지반의 값보다 과대평가될 가능성이 높으며, 특히 광물 입자의 크기가 클수록 이러한 오차는 더 커질 것으로 예상된다. 따라서 지열과 관련된 다양한 해석 모델에서 실험실 측정값을 실제 현장규모에서의 대표값으로 사용할 경우 모델의 예측 신뢰도에 영향을 줄 수 있는 요인으로 작용할 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

For 21 rock samples consisting of granite, sandstone and the effective thermal conductivity (TC) was measured with the LFA-447 Nanoflash, and mineralogical compositions were also determined from XRD analysis. The structural models were used to examine the effects of quartz content and the size of mi...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • (2010)는 토양 및 모래 시료를 대상으로 열전도도를 측정하여 함수비에 따라 불포화 매질의 열전도도 변화가 어떻게 발생하는지 구조모델을 통하여 규명하였다. 본 연구에서는 화강암, 사암 및 편마암의 21개 코아시료를 대상으로 열전도도 측정 및 XRD분석을 통해 조암광물의 조성에 따라 열전도도가 어떻게 달라지는지 분석하였으며, 구조모델을 통하여 광물입자의 크기와 배열이 열전도도에 미치는 영향을 고찰하였다.
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