[논문]K-COIN 시험부지 특성화를 위한 암석역학 실내실험 기초 연구

최승범; 김태현; 권새하; 김진섭

doi:10.7474/tus.2023.33.3.109

K-COIN 시험부지 특성화를 위한 암석역학 실내실험 기초 연구
A Fundamental Study on Laboratory Experiments in Rock Mechanics for Characterizing K-COIN Test Site 원문보기

터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.33 no.3, 2023년, pp.109 - 125

최승범 (한국원자력연구원) , 김태현 (한국원자력연구원) , 권새하 (한국원자력연구원) , 김진섭 (한국원자력연구원)

초록
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고준위방사성폐기물처분장은 공학적/천연 방벽 등을 통해 처분장의 안전성을 확보한다. 이러한 안전 수단은 다양한 방법을 통해 장/단기적 성능을 평가하고 검증되어야 한다. 한국원자력연구원은 원내에 위치한 지하연구시설인 KURT를 이용해 다양한 현장 실증실험을 수행해왔다. 선행 시험 종료 후, 개선된 형태의 실증실험인 K-COIN을 수행하기 위해 개념 설계안을 도출하고 상세 실험계획을 수립 중이다. KURT 내부에 K-COIN 실험부지 선정을 위한 예비 부지조사를 수행하였다. 연구 모듈(research gallery, RG) 세 구역에 약 20 m 심도의 시추공 총 15개를 시추하여 시추코어를 확보하고 암석 실내시험에 적합한 구간을 선정하여 무결암 시험편을 준비하였다. 준비된 시험편을 사용하여 물리적 특성 측정, 단축압축시험, 간접인장시험, 삼축압축시험을 수행했으며 이를 통해 무결암의 비중, 공극률, 탄성파 속도, 단축압축강도, 탄성계수, 포아송비, 간접인장강도, 점착력, 내부 마찰각을 측정하였다. 간단한 통계 처리를 수행한 결과, 시추 구역과 심도(상부 0~10 m, 하부 10~20 m)에 따른 무결암 물성의 차이는 크지 않은 것으로 확인되었다. 가장 대표적인 암석 물성인 단축압축강도를 바탕으로 판단하면, 모든 시추 구역과 심도에서 매우 강한 암석으로 분류되어 모든 후보 지역에서 역학적인 안전성을 확보한 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Disposal repository for high-level radioactive waste secures its safety by means of engineered and natural barriers. The performance of these barriers should be tested and verified through various aspects in terms of short and/or long-term. KAERI has been conducting various in-situ demonstrations in KURT (KAERI Underground Research Tunnel). After completing previous experiment, a conceptual design of an improved in-situ experiment, i.e. K-COIN (KURT experiment of THMC COupled and INteraction), was established and detailed planning for the experiment is underway. Preliminary characterizations were conducted in KURT for siting a K-COIN test site. 15 boreholes with a depth of about 20 m were drilled in three research galleries in KURT and intact rock specimens were prepared for laboratory tests. Using the specimens, physical measurements, uniaxial compression, indirect tension, and triaxial compression tests were conducted. As a result, specific gravity, porosity, elastic wave velocities, uniaxial compressive strength, Young's modulus, Poisson's ratio, Brazilian tensile strength, cohesion, and internal friction angle were estimated. Statistical analyses revealed that there did not exist meaningful differences in intact rock properties according to the drilled sites and the depth. Judging from the uniaxial compressive strength, which is one of the most important properties, all the specimens were classified as very strong rock so that mechanical safety was secured in all the regions.

주제어

표/그림 (25)

그림 Fig. 1. Geological view and condition of KURT area(Park et al., 1977)
그림 Fig. 2. A schematic view of KURT (after Lee et al., 2019)
그림 Fig. 3. Detailed locations of boreholes drilled for this study (unit: m)
표 Table 1. Measured physical properties and their descriptive statistics
그림 Fig. 4. Comparisons of measured physical properties according to the RG
표 Table 1. Measured physical properties and their descriptive statistics (continued)
그림 Fig. 4. Comparisons of measured physical properties according to the RG (continued)
표 Table 2. Variance analyses on physical properties using RG as an independent variable
표 Table 3. Variance analyses on physical properties using depth as an independent variable (at RG-2 area)
표 Table 4. Uniaxial compression test results and their descriptive statistics
$Fig. 5. Comparison of fracture surfaces after uniaxial compression tests$ 그림 Fig. 5. Comparison of fracture surfaces after uniaxial compression tests
그림 Fig. 6. Comparisons of uniaxial compression test results according to the RG
표 Table 5. Variance analyses on uniaxial compression test results using RG as an independent variable
표 Table 6. Variance analyses on uniaxial compression test results using depth as an independent variable (at RG-2 area)
표 Table 7. Brazilian tensile test results and their descriptive statistics
그림 Fig. 7. Comparisons of Brazilian Tensile test results according to the RG
표 Table 7. Brazilian tensile test results and their descriptive statistics (continued)
표 Table 8. Variance analyses on Brazilian tensile test results using RG and depth as independent variables
표 Table 9. Brittleness index results according to the RG and the depth
표 Table 10. Triaxial compression test results and their descriptive statistics
표 Table 11. Variance analyses on triaxial compression test results using depth as an independent variable (at RG-2 area)
그림 Fig. 8. Triaxial compression test results with Hoek-Brown failure criterion
표 Table 12. Relationship matrix for intact rock test results in this study
그림 Fig. 9. Scatter plot for relationship between rock properties based on the test results
표 Table 13. Summary of the laboratory experiments

참고문헌 (11)

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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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