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원위치 X-ray CT 촬영이 가능한 암석의 수리-역학 실험용 삼축셀 개발
Development of Triaxial Cells Operable with In Situ X-ray CT for Hydro-Mechanical Laboratory Testing of Rocks 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.36 no.9, 2020년, pp.45 - 55  

장리 (한국건설기술연구원 극한환경연구센터) ,  염선 (한국건설기술연구원 극한환경연구센터) ,  신휴성 (한국건설기술연구원 미래융합연구본부)

초록
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X-ray CT는 암석시편의 공극 및 균열과 같은 내부 미세구조와 손상들의 정량적 분석에 활용되어 왔다. 원위치 CT는 외력 등 다양한 외적 요인에 영향을 받고 있는 암석 시편의 내외부 변화 과정을 관찰할 수 있게 해준다. 이의 확인을 위해, 암반/지반재료 특성분석에 활용한 원위치 X-ray CT 기술에 관한 최신 연구동향을 파악하였으며, 원위치 CT이미징이 가능한 암석의 수리-역학적 실험용 삼축셀을 개발하였다. 직경 25~50 mm 화강암 및 사암 코아시편의 원위치 CT이미징이 성공적으로 진행되었으며, 34~105 ㎛ 범위의 픽셀피치의 해상도를 취득할 수 있었다. 본 사전검토 촬영 실험을 통해 마이크로미터 스케일에서 암석의 내부구조 변화의 원위치 CT관찰이 가능한 것을 파악하였다. 요오드화 칼륨 용액은 CT이미지의 대비를 증가시키고 암석의 수리-역학 실험에서 주입유체로 사용할 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

X-ray computed tomography (CT) is very useful for the quantitative evaluation of internal structures, particularly defects in rock samples, such as pores and fractures. In situ CT allows 3D imaging of a sample subjected to various external treatments such as loading and therefore enables observation...

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제안 방법

  • In this study, we first review state-of-the-art of in situ CT applications for study of geomaterials. Then, we introduced two triaxial cells designed for laboratory experimental investigation of hydro-mechanical behavior of rocks, coupled with in situ CT scanning.
  • In this study, we first review state-of-the-art of in situ CT applications for study of geomaterials. Then, we introduced two triaxial cells designed for laboratory experimental investigation of hydro-mechanical behavior of rocks, coupled with in situ CT scanning. A preliminary attempt for in situ CT imaging of granite and sandstone are presented.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
X-ray CT는 어떻게 활용되는가? X-ray CT는 암석시편의 공극 및 균열과 같은 내부 미세구조와 손상들의 정량적 분석에 활용되어 왔다. 원위치 CT는 외력 등 다양한 외적 요인에 영향을 받고 있는 암석 시편의 내외부 변화 과정을 관찰할 수 있게 해준다.
원위치 CT는 무엇을 관찰할 수 있는가? X-ray CT는 암석시편의 공극 및 균열과 같은 내부 미세구조와 손상들의 정량적 분석에 활용되어 왔다. 원위치 CT는 외력 등 다양한 외적 요인에 영향을 받고 있는 암석 시편의 내외부 변화 과정을 관찰할 수 있게 해준다. 이의 확인을 위해, 암반/지반재료 특성분석에 활용한 원위치 X-ray CT 기술에 관한 최신 연구동향을 파악하였으며, 원위치 CT이미징이 가능한 암석의 수리-역학적 실험용 삼축셀을 개발하였다.
원위치 CT이미징에 CT 이미지의 대비를 증가시키고 암석의 수리-역학 실험에서 주입 유체로 사용한 것은 무엇인가? 본 사전검토 촬영 실험을 통해 마이크로미터 스케일에서 암석의 내부구조 변화의 원위치 CT관찰이 가능한 것을 파악하였다. 요오드화 칼륨 용액은 CT이미지의 대비를 증가시키고 암석의 수리-역학 실험에서 주입유체로 사용할 수 있다.
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참고문헌 (36)

  1. Amirkhanov, A., Heinzl, C., Reiter, M., Kastner, J., and Groller, E. (2011), "Projection-based Metal-artifact Reduction for Industrial 3D X-ray Computed Tomography", IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, Vol.17, pp.2193-2202. 

  2. ASTM (2011), "E1441-11 Standard guide for computed tomography (CT) imaging", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. 

  3. Boas, F. E. and Fleischmann, D. (2012), "CT Artifacts: Causes and Reduction Techniques", Imaging in Medicine, Vol.4, No.2, pp.229-240. 

  4. Buljac, A., Jailin, C., Mendoza, A., Neggers, J., Taillandier-Thomas, T., Bouterf, A., Smaniotto, B., Hild, F., and Roux, S. (2018), "Digital Volume Correlation: Review of Progress and Challenges", Experimental Mechanics, Vol.58, pp.661-708. 

  5. Cnudde, V. and Boone, M. N. (2013), "High-resolution X-ray Computed Tomography in Geosciences: A Review of the Current Technology and Applications", Earth-Science Review, Vol.123, pp.1-17. 

  6. Deusner, C., Gupta, S., Kossel, E., Haeckel, M., Freise, M., Anbergen, H., and Wille, T. (2017), "Advanced Mechanical Testing of Gas Hydrate-bearing Sediments", Proceedings of the 19th International Conference on Soil and Geotechnical Engineering, Seoul, Sep 17-21. 

  7. Heindel, T. J. (2011), A Review of X-ray Flow Visualization with Applications to Multiphase Flows, Journals of Fluids Engineering, Transactions of the ASME, 133, 074001. 

  8. Hermanek P., Rathore J. S., Aloisi V., and Carmignato S. (2018), "Principles of X-ray Computed Tomography", In: Carmignato S., Dewulf W., Leach R. (eds) Industrial X-Ray Computed Tomography. Springer, Cham. 

  9. Hyun, S., Lee, J.S., Jeon, S., Kim, Y., Kim, K. Y., and Yun, T. S. (2019), "Pixel-level Crack Detection in X-ray Computed Tomography Image of Granite Using Deep Learning", Tunnel and Underground Space, Vol.29, No.3, pp.184-196. 

  10. Ju, Y., Xi, C., Zhang, Y., Mao, L., Gao, F., and Xie, H. (2018), "Laboratory in Situ CT Observation of the Evolution of 3D Fracture Networks In Coal Subjected to Confining Pressures and Axial Compressive Loads: A Novel Approach", Rock Mechanics and Rock Engineering, Vol.51, pp.3361-3375. 

  11. Ketcham, R. A. and Carlson, W. D. (2001), "Acquistion, Optimization and Interpretation of X-ray Computed Tomographic Imagery: Applications to the Geosciences", Computer & Geosciences, Vol. 27, pp.381-400. 

  12. Kim, K.Y., Zhuang, L., Yang, H., Kim, H., and Min, K. B. (2016), "Strength Anisotropy of Berea Sandstone: Results of X-ray Computed Tomography, Compression Tests, and Discrete Modeling", Rock Mechanics and Rock Engineering, Vol.49, pp.1201-1210. 

  13. Kling, T., Huo, D., Schwarz, J. O., Enzmann, F., Benson, S., and Blum, P. (2016), "Simulating Stress-dependent Fluid Flow in a Fractured Core Sample Using Real-time X-ray CT Data", Solid Earth, Vol.7, pp.1109-1124. 

  14. Lei, L., Seol, Y., and Jarvis, K. (2018), "Pore-scale Visualization of Methane Hydrate-bearing Sediments with Micro-CT", Geophysical Research Letters, Vol.45, pp.5417-5426. 

  15. LeiBner, T., Diener, A., Lower, E., Ditscherlein, R., Kruger, K., Kwade, A., and Peuker, U. A. (2020), "3D ex-situ and In-situ X-ray CT Process Studies in Particle Technology - A Perspective", Advanced Powder Technology, Vol.31, pp.78-86. 

  16. Li, X., Duan, Y., Li, S., and Zhou, R. (2017), "Study on the Progressive Failure Characteristics of Longmaxi Shale under Uniaxial Compression Conditions by X-ray Micro-computed Tomography", Energies, Vol.10, No.303, doi:10.3390/en10030303. 

  17. Li, X., Li, S., He, J., He, P., and Shi, R. (2020), "In-situ Computed Tomography Technique in Geomechanical Testing", In: da Fontoura, S., Rocca, R.J., & Pavon Mendoza, J. (Eds.), Rock Mechanics for Natural Resources and Infrastructure Development, Proceedings of the 14th International Congress on Rock Mechanics and Rock Engineering (ISRM 2019), CRC Press, pp.80-102. 

  18. Lima, M. G., Vogler, D., Querci, L., Madonna, C., Hattendorf, B., Saar, M. O., and Kong, X. (2019), "Thermally Driven Fracture Aperture Variation in Naturally Fractured Granites", Geothermal Energy, Vol.7, No.23, https://doi.org/10.1186/s40517-019-0140-9. 

  19. Lin, Q., Andrew, M., Thompson, W., Blunt, M. J., and Bijeljic, B. (2018), "Optimization of Image Quality and Acquisition Time for Lab-based X-ray Microtomography Using an Iterative Reconstruction Algorithm", Advances in Water Resources, Vol.115, pp.112-124. 

  20. Ohtani, T., Nakashima, Y., Nakano, T., and Muraoka, H. (2000), "X-ray CT Imaging of Pores and Fractures in the Kakkonda Granite, NE Japan", Proceedings World Geothermal Congress 2000, Beppu-Morioka, pp.1521-1526. 

  21. Peng, H., Zhao, Z., Chen, W., Chen, Y., Fang, J., and Li, B. (2020), "Thermal Effect on Permeability in a Single Granite Fracture: Experiment and Theoretical Model", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol.131, https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2020.104358. 

  22. Renard, F., Bernard, D., Desrues, J., and Ougier-Simonin, A. (2009), "3D Imaging of Fracture Propagation Using Synchrotron X-ray Microtomography", Earth and Planetary Science Letters, Vol.286, pp.285-291. 

  23. Shan, P. and Lai, X. (2019), "Influence of CT Scanning Parameters on Rock and Soil Images", Journal of Visual Communication and Image Representation, Vol.58, pp.642-650. 

  24. Shefer, E., Altman, A., Behling, R., Goshen, R., Gregorian, L., Roterman, Y., Uman, I., Wainer, N., Yagil, Y., and Zarchin, O. (2013), "State of the Art of CT Detectors and Sources: A Literature Review", Current Radiology Reports, Vol.1, pp.76-91. 

  25. Viggiani, G., Lenoir, N., Besuelle, P., Di Michiel, M., Marello, S., Desrues, J., and Kretzschmer, M. (2004), "X-ray Microtomography for Studying Localized Deformation in Fine-grained Geomaterials under Triaxial Compression", Comptes Rendus Mecanique, Vol.332, pp.819-826. 

  26. Watanabe, N., Ishibashi, T., Hirano, N., and Tsuchiya, N. (2011), "Precise 3D Numerical Modeling of Fracture Flow Coupled with X-ray Computed Tomography for Reservoir Core Samples", SPE Journal, Vol.16, pp.683-691. 

  27. Watanabe, Y., Lenoir, N., Otani, J., and Nakai, T. (2012), "Displacement in Sand under Triaxial Compression by Tracking Soil Particles on X-ray CT Data", Soils and Foundations, Vol.52, No.2, pp. 312-320. 

  28. Yang, Z., Ren, W., Sharma, R., McDonald, S., Mostafavi, M., Vertyagina, Y., and Marrow, T. J. (2017), "In-situ X-ray Computed Tomography Characterisation of 3D Fracture Evolution and Image-based Numerical Homogenisation of Concrete", Cement and Concrete Composites, Vol.75, pp.74-83. 

  29. Yang, B., Xue, L., and Zhang, K. (2018), "X-ray Micro-computed Tomography Study of the Propagation of Cracks in Shale during Uniaxial Compression", Environment Earth Sciences, Vol.77, 652. 

  30. Zhao, Z. (2017), "Application of Discrete Element Approach in Fractured Rock Masses", In: Shojaei, A. K., and Shao, J. (eds) Porous Rock Fracture Mechanics: with Application to Hydraulic Fracturing, Drilling and Structural Engineering, pp.145-176. 

  31. Zhuang, L., Kim, K. Y., Yeom, S., Jung, S. G., and Diaz, M. (2018a), "Preliminary Laboratory Study on Initiation and Propagation of Hydraulic Fractures in Granite Using X-ray Computed Tomography", International Conference on Geomechanics, Geo-energy and Geo-resources (IC3G2018), Sep 22-24, Chengdu. 

  32. Zhuang, L., Kim, K. Y., Jung, S. G., Diaz, M., Min, K. B., Park, S., Zang, A., Stephansson, O., Zimmermann, G., and Yoon, J. S. (2018b), "Cyclic Hydraulic Fracturing of Cubic Granite Samples under Triaxial Stress State with Acoustic Emission, Injectivity and Fracture Measurements", The 52nd U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium. Seattle, ARMA 18-297. 

  33. Zhuang, L., Kim, K. Y., Jung, S. G., Diaz, M., and Min, K. B. (2019), "Effect of Water Infiltration, Injection Rate and Anisotropy on Hydraulic Fracturing behavior of Granite", Rock Mechanics and Rock Engineering, Vol.52, pp.575-589. 

  34. Zhuang, L., Jung, S. G., Diaz, M., and Kim, K. Y. (2020a), "Laboratory Investigation on Hydraulic Fracturing of Granite Core Specimens", In: Shen, B., Stephansson, O., and Rinne, M. (Eds.), Modelling Rock Fracturing Processes - Theories, Methods, and Applications, Springer Nature Switzerland AG. 

  35. Zhuang, L., Jung, S. G., Diaz, M., Kim, K. Y., Hofmann., H., Min, K. B., Zang, A., Stephansson, O., Zimmermann, G., and Yoon, J. S. (2020b), "Laboratory True Triaxial Hydraulic Fracturing of Granite under Six Fluid Injection Schemes and Grain-scale fracture observations", Rock Mechanics and Rock Engineering, https://doi.org/10.1007/s00603-020-02170-8. 

  36. Zimmerman, R. W. and Bodvarsson, G. S. (1996), "Hydraulic Conductivity of Rock Fractures", Transport in Porous Media, Vol.23, No.1, pp.1-30. 

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