[논문]천연방벽 내 암반 절리의 수리-역학적 조건에서의 마찰회복 거동에 대한 실험적 연구

이용기; 최승범; 박경우; 김진섭; 김태현

doi:10.7474/tus.2023.33.1.042

천연방벽 내 암반 절리의 수리-역학적 조건에서의 마찰회복 거동에 대한 실험적 연구
Experimental Study on Frictional Healing Behavior of Rock Joints in the Natural Barriers under Hydro-Mechanical Conditions 원문보기

터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.33 no.1, 2023년, pp.42 - 56

이용기 (한국원자력연구원) , 최승범 (한국원자력연구원) , 박경우 (한국원자력연구원) , 김진섭 (한국원자력연구원) , 김태현 (한국원자력연구원)

초록
AI-Helper

고준위방사성폐기물의 심층처분시스템에서 천연방벽은 처분시설을 물리적으로 지지함과 동시에 방사성 핵종의 이동을 지연시키는 역할을 최소 수십만년 이상 수행해야 한다. 천연방벽의 지구조적 장기진화평가를 위해서는 암반 절리의 장기거동 분석이 필수적이며, 여기에는 마찰회복 거동이 포함된다. 본 연구에서는 암반 절리의 수리-역학적 조건 하 마찰회복 거동을 슬라이드-홀드-슬라이드(slide-hold-slide, SHS) 실험을 통해 실험적으로 분석해 보고자 하였으며, 이를 위해 서로 다른 거칠기의 절리 시험편을 대상으로 역학적 및 수리-역학적 조건에서 SHS 실험을 수행하였다. 수리-역학적 조건에서 마찰회복률은 더 증가하는 경향을 보였으며, 이는 거칠기가 큰 시험편에서 더 분명하게 나타났다. 또한, 절리면에 작용하는 유효 수직응력이 작은 경우에 수리-역학적 조건의 영향이 더 크게 작용함을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 천연방벽 암반 절리의 마찰회복 거동을 파악하는 데 유용한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In deep geological disposal of high-level radioactive waste (HLW), the natural barrier must physically support the disposal facility and delay the movement of radionuclides for at least hundreds of thousands of years. To evaluate the long-term geological evolution of the natural barriers, it is essential to analyze the long-term behavior of rock joints, including the frictional healing behavior. This study aimed to experimentally analyze the frictional healing behavior of rock joints under hydro-mechanical (H-M) conditions through the slide-hold-slide (SHS) test. The SHS tests were performed under mechanical and H-M conditions for joint specimens of different roughness. In the H-M conditions, the frictional healing rate tended to increase, which was more evident in the specimens with large roughness. In addition, it was confirmed that the effect of the hydro-mechanical conditions was more significant when the effective normal stress acting on the joint surface was small. These results are expected to be used as fundamental data to understand the frictional healing behavior of rock joints in the natural barriers.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1. A conceptual image of slide-hold-slide test results on a rock joint
표 Table 1. Physical and mechanical properties of cement mortar specimens
그림 Fig. 2. Molding tools for specimen preparation: (a) an inclined cast combined with an aluminum replica of joint surface; (b) a cylindrical cast with a lower piece of cement mortar specimen (Kim and Jeon, 2019)
그림 Fig. 3. Three-dimensional profiles of cement mortar specimens: (a) JRC = 2.05; (b) JRC = 11.63 (modified from Kim and Jeon, 2016)
그림 Fig. 4. Overall view of the MTS 816 system used for the SHS tests in this study
그림 Fig. 5. Experimental setup used in this study: (a) a cement mortar specimen with a water injection hole; (b) a specimen assembly inside of the triaxial chamber; (c) a schematic diagram of the experimental system (Kim and Jeon, 2019)
표 Table 2. Experimental conditions for the SHS tests conducted in this study
그림 Fig. 6. An example of the results of the SHS test
그림 Fig. 7. An example of analysis of the frictional recovery rate (A-value) from the SHS test result
그림 Fig. 8. Analysis results of the frictional recovery rate (A-value) under mechanical conditions: (a) JRC = 2.05; (b) JRC = 11.63
표 Table 3. Experimental conditions and analysis results under mechanical conditions
표 Table 4. Experimental conditions and analysis results under hydro-mechanical conditions
그림 Fig. 9. Analysis results of the frictional recovery rate (A-value) under hydro-mechanical conditions: (a) JRC = 2.05; (b) JRC = 11.63
표 Table 4. Experimental conditions and analysis results under hydro-mechanical conditions (continued)
그림 Fig. 10. Comparative results of frictional recovery rate (A-value) in different joint roughness: (a) mechanical conditions; (b) hydro-mechanical conditions
그림 Fig. 11. Comparative results of frictional recovery rate (A-value) in different test conditions: (a) JRC = 2.05; (b) JRC = 11.63
그림 Fig. 12. Comparative results of frictional recovery rate (A-value) in overall experimental conditions

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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