초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
○ 심지층 특성화기술 확보
이전 단계에서 심지층 관련 사업에서 필수적으로 필요한 역학, 수리, 열, 복합거동 관련하여 20개 주요변수를 선정하였다. 현재까지 기존의 14개 특성화기술(층서구조, 현지온도, 수압, 유량, 암석강도, 변형계수, 불연속면 특성, 파괴인성(Mode I, II), Creep율, 임계하균열성장계수, 비열, 열전도도, 공경변화, 자연감마선계수)을 포함하여 목표로 정한 5 km급 열생산율과 1.5 km급 현지응력 특성화 기술을 확보하여 특성화기술 확보율 80%를 달성하였으며 이 외에도

Ⅳ. 연구개발결과
○ 심지층 특성화기술 확보
이전 단계에서 심지층 관련 사업에서 필수적으로 필요한 역학, 수리, 열, 복합거동 관련하여 20개 주요변수를 선정하였다. 현재까지 기존의 14개 특성화기술(층서구조, 현지온도, 수압, 유량, 암석강도, 변형계수, 불연속면 특성, 파괴인성(Mode I, II), Creep율, 임계하균열성장계수, 비열, 열전도도, 공경변화, 자연감마선계수)을 포함하여 목표로 정한 5 km급 열생산율과 1.5 km급 현지응력 특성화 기술을 확보하여 특성화기술 확보율 80%를 달성하였으며 이 외에도 다양한 열, 수리, 역학 특성화 기술을 확보하였다.

암석의 열생산율은 구성 광물 내 방사성 동위원소의 방사성 붕괴와 감마선 방출에 의한 열에너지에 기인하며, 그 크기는 주요 방사성 동위원소인 U, Th, K의 함량에 지배적이다. 일반적으로 열생산율에 대한 평가는 Rybach(1986)이 제안한 암석의 밀도 및 주요 동위원소의 함량을 이용한 수식으로 계산된다. 심부 암반의 열생산율 평가에 필요한 방사성 동위원소의 함량은 시추공에서 회수된 암추 또는 암편에 대한 질량분석으로 파악할 수 있는데, 대심도 시추공의 경우 요구되는 분석량과 그에 따른 시간 및 비용의 문제로 적용이 제한적일 수 밖에 없다. 시추공을 대상으로 하는 물리검층 중 시추공 암반의 감마선 스펙트럼으로부터 U, Th, K의 함량을 측정할 수 있는 기술이 있긴 하지만, 별개의 밀도검층 자료를 필요로 하며, 상용화된 장비의 적용 심도 또한 제한적이다. 이에 대한 대안으로 Bucker and Rybach(1996)은 시추공 암반이 방출하는 감마선의 강도를 측정하는 자연 감마선 검층 결과로부터 열생산율을 유추하는 방법을 제안한 적이 있으며, 국내외에서 비교적 쉽게 암반의 열생산율을 평가할 수 있는 방법으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 국내 상용화된 물리검층 장비 및 기술을 활용해 감마선 검층 기반의 열생산율 평가 기법을 개발하고, 국내 약 2 km 깊이의 대심도 시추공에 대한 적용 및 검증 사례를 소개하였다.

우리나라에서는 해마다 지하수, 먹는 샘물 및 온천 등을 개발하기 위하여 땅을 굴착하고 있으며, 굴착 후에는 시추공에 대한 물리검층, 양수시험, 수질분석 등을 수행하고 있다. 굴착심도는 보통가정용 생활용수의 경우 100 m 이내이며, 많은 용량을 사용하는 공장용수, 먹는 샘물 등은 200~300 m, 높은 수온을 개발하기 위한 온천 용도로는 1 km 내외까지 굴착하고 있다. 이 연구 단계에서는 2020~2021년도에 깊게 시추하는 온천 시추공들에 대하여 데이터를 수집, 분석하여 심지층의 심도별 지온분포, 수리상수 도출 및 균열특성을 규명하고자 하였다.

THM 연계 특성화 기술은 심지층의 고온고압조건을 반영한 실내시험과 수치모사를 이용하여 심부 암반의 열-수리-역학적 특성과 연계 메커니즘을 평가하는 것이다. 이에 따라서 본 연구에서는 심부 암반의 열(T)-수리(H)-역학적(M) 연계 거동을 평가하는데 중요한 THM 특성 인자 결정 시험법들을 리뷰하고, 예비 시험을 수행하였다. 또한, 상온 및 고온 조건에서 암석 블록을 대상으로 일축 압축실험을 수행하였다.

포화 및 건조조건 장기안정성 시험 수행결과 응력부식지수 n이 포화조건에서 건조조건에 비하여 15% 감소하였다. 이는 포화도가 변할 경우 장기거동 특성을 변화시킴을 의미한다. 2차원과 3차원 불연속체 수치해석 모델을 개발하고 기존의 장기안정성 실내시험 결과와 비교하여 지연파괴시간과 파괴패턴 측면에서 성능을 검증하였다.

록버스트는 암석의 돌연하고도 격렬한 파괴를 말하는데, 이러한 록버스트는 인명에 위해를 가할 뿐만 아니라 지하작업장과 지상구조물에까지 손상을 일으킬 수 있다. 본 1단계 연구에서는 캐나다 록버스트 종합연구 1단계 및 2단계 보고서 등을 토대로 록버스트의 발생기구를 분석하였다. 아울러 단순화된 LS-DYNA 모델을 작성하여 채광막장 암반에서 발파 직후 발생되는 인장균열의 발생양상을 분석하여 보았다. 이 단순화 모델의 개념은 록버스트의 발생기구를 파악하기 위해 실험실에서 수행되는 축소모형 실험에 적용한다면 매우 유용할 것이다.

암석의 동적 파괴거동 및 역학적 물성의 특성화는 그 중요성에 비해 국내의 학술적 접근이 미미한 실정이다. 이에 본 연구에서는 기본적인 동적파괴 실험장치인 SHPB 장치 제작을 위해 기본원리 및 기존 사례들을 조사 및 분석하였다. 이를 바탕으로 연구목적에 적합한 설계인자들을 도출한 후, 국산의 SHPB 실험장치를 제작하였다. 이번에 제작된 암석용 SHPB 장치로 실험할 수 있는 시편의 직경은 최대 35 mm, 축방향 구속압은 최대 30 MPa이다.

수십 년간 국내에서 수압파쇄법 및 오버코어링법을 이용하여 실제로 측정된 전국 1400여개의 현지응력 실측자료와 한반도 주변에서 발생한 규모 2.0 이상의 지진자료 100여개를 통합하여 데이터베이스를 구축하였다. 이를 바탕으로 세계응력지도 프로젝트에서 제안한 가이드라인에 따라, 심도 25 km 까지의 A-D 등급의 응력자료를 포함한 한국응력지도를 제작하였다.

삼차원 수압파쇄 응력해석 코드 개발을 위하여 플랫폼 S/W로 무료 오픈 소스인 PYTHON을 채택하였으며, 당해년도에는 삼차원 수압파쇄 응력해석 과정의 이론적 알고리즘을 구축하고 비선형 최소자승기법의 최적화 tool을 확보하여 코드 개발 기반을 마련하였다.

심지층에 개발시 중요한 현지응력 정보를 쉽고 간편하게 확보하기 위해 수압파쇄법 등의 전통적인 방법이 아닌 시추코어를 활용한 간접적 추정방법을 고찰하였다. X-ray 단층 촬영 기술을 이용하여 시추코어의 단면형상과 절리면 거칠기 이방성을 이용한 현지응력의 추정 기술에 대해 타당성 평가를 수행하였으며, 다양한 영향인자에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 또한, 국내 심부에서 확보된 시추코어의 형상 기반 응력추정 결과를 수압파쇄 결과와 비교하였다. 결과적으로, 시추코어 기반 응력추정기법은 현지응력의 방향성 추정을 통한 응력지시자로서 역할이 가능한 것으로 판단되며, 이를 통해 한국응력지도 작성에 효과적으로 활용 가능한 것으로 확인되었다.

○ 심지층 특성화 장비 개발
심지층 특성화기술 관련 장비 구축, 검증 및 운영을 통해 성공적으로 국내에 심지층 특성화 기술을 도입하였으나 장비의 국산화까지는 이르지 못했다. 본 사업에서는 기존 연구개발 경험과 국내 시장조건을 고려하여 1.5 km급 현지응력측정 시스템, 1.5 km급 3차원 공곡측정 시스템 및 1 km급 현지수리특성측정 시스템을 개발(설계, 제작, 검증 및 현장 적용)하여 국산화 기술을 서비스하고 이전하는 것을 추진하였다.

수압파쇄 현지응력 측정 심도가 1 km 이상 심부화됨에 따라 시험구간내 압력-유량의 on-off를 지상시스템이 아닌 시험구간에서 바로 제어할 필요성이 있으며, 이를 위해 downhole 시험구간 직상부에 설치하는 새로운 유량-압력 차단 제어 방법과 장치를 설계 제작하였으며 기본성능검사를 수행한 결과 설계대로 작동하였다.

K-DEV개발 분야는 1.5 km 깊이까지 나공 또는 철재 케이싱이 설치된 시추공내에서 공곡을 측정하는 장비의 개발을 목표로 하고 있다. 장비는 기존의 윈치시스템과 호환되어 지표에서 실시간으로 공곡을 확인할 수 있어야 하며, 상업용 시스템 수준의 정확도를 확보함을 목표로 한다. 2021년까지의 1단계에서는 500 m 깊이까지 작동되는 프로토타입의 개발과 검증을 목표로 수학적 원리의 정리, 자료 융합 및 처리 알고리듬 개발, 센서의 선정, 그리고 시작품의 제작과 검증을 수행하였다. 개발된 프로토타입은 KIGAM내 시험 시추공에서 상업적 시스템과의 비교를 통해 정상 작동을 확인하였으며, 충남대학교 부지내 시추공에서 600 m 까지의 현장 시험을 수행하고 하향 및 상향 검층결과의 반복성을 통해 당초 목표를 충분히 달성하였음을 보였다.

본 연구의 최종목표는 1 km급 현지수리특성측정시스템(KHP)을 개발하는 것으로서, 1단계 1차년도에는 고심도 현장 수리특성평가 방법 및 장비 문헌조사분석, 시추공 원위치 수리시험장비 적정용량/센서사양 결정을 통해 1 km급 수리특성측정시스템의 기본개념설계 연구가 수행되었다. 2차년도에는 기본개념설계를 바탕으로 정밀한 상세설계가 수행되었으며, 핵심부품 보유 그리고 국내 고심도 암반대수층에 적합한 표준정압주입시험법이 제안되었다. 향후 2단계에서는 상세설계도에 근거한 시스템 프로토타입을 제작하고 시스템 현장적용 확대를 통해 장비의 성능개선과 표준시험법의 타당성 검증을 수행할 계획이다.

○ 불연속체기반 3D THM 복합거동 해석 플랫폼
본 연구에서는 개발자 관점에서 지중의 열-수리-역학 복합거동 모사를 위한 수치모델을 구축하기 위해 OpenGeoSys와 역학거동 모델링에 특화된 ITASCA 프로그램들을 연계하여 세계 유수 수치모델들 대비 독보적 기능을 구현할 수 있는 플랫폼을 개발하는 것을 최종목표로 한다. 현재 개발중인 수치모델로서 연속체 접근에 기반한 OGSFLAC, 불연속체 접근법에 기반한 OGS3DEC이 있으며, 매크로 스케일과 마이크로 스케일의 변화를 접목한 OGS2PFC가 있다. 열-수리-역학 거동해석 이외에도 오픈소스를 이용한 3차원 해석모델의 선, 후 처리를 위하여 다양한 오픈소스 소프트웨어를 융합 접목한 포괄적 개념의 해석 플랫폼을 개발하고 있다.

본 연구에서는 불연속 암반 내 열-수리-역학적 복합거동 해석을 위한 새로운 수치해석 기법(OGS3DEC)을 개발하였다. 1단계 연구에서는 파일 기반의 순차적 연계방식을 이용하여 열수리 유동해석 프로그램인 OpenGeoSys와 불연속 암반거동 해석프로그램인 3DEC을 연동하기 위한 알고리즘을 설계, 개발하였다. 개발된 연계 모듈의 검증을 위해 Terzaghi의 1차원 압밀 문제를 대상으로 해석을 수행하였으며, 해석해와 수치해석의 결과가 잘 일치하는 것을 확인하였다.

OGSPFC 개발 연구의 최종 목적은 두 코드를 연계하여 시간 경과에 따른 암반의 파괴거동(균열생성, 미끄러짐)과 그로 인한 수리적 특성 변화를 모사하는 기법 개발이다. 본 단계에서는 PFC를 이용한 수리-역학 연계 거동해석 사례를 정리하고 PFC와 CFD 코드 간 연계 알고리즘을 수립하였다.

지반의 다중물리 복합거동 분석을 위해 개발 중인 OGSFLAC 시뮬레이터의 차별화 전략을 수립하기 위해 THM 연계해석의 기술동향 및 기술이슈를 조사하였다. 분석결과, 복합거동 문제별로 다양한 방식의 복합거동 해석기법들이 제시되어 왔으나, 모델링 방법에 대한 표준화 작업은 수행되지 않아 이에 대한 시도가 필요한 것으로 파악되었다. 따라서 다양한 사례에 대한 OGSFLAC 접근법의 유효성 검증 및 수치모델링 가이드라인 제시는 빠른 기술보급 및 유사기술 대비 차별성 확보를 위해 중요할 것으로 판단된다. 초기 버전의 OGSFLAC(V1)에서는 수리-역학적 연계해석만 가능했는데, 본 연구개발을 통해 열-수리-역학적 복합거동 시뮬레이션이 가능하도록 해석기능을 업그레이드하였다.

국제공동연구인 DECOVALEX-2023 Task G에 참여하여 결정질 암반 내 균열의 열-수리-역학적 거동 모사를 위한 수치해석기법을 개발중에 있다. 입자기반 개별요소모델(grain-based distinct element model, GBDEM)을 사용하여 균열의 역학적 거동, 수리-역학적 커플링, 열-역학적 커플링을 평가할 수 있는 해석기법을 제시하였으며, 해석해와의 비교를 통해 검증하였다. 벤치마크 연구에서는 균열 형상, 경계응력, 압력, 가열 조건에 따른 수치해석을 실시하여 각 해석조건이 균열의 거동에 미치는 영향을 살펴보았으며, 제안된 수치모델이 여러 요인에 의한 균열 개방과 미끄러짐(fracture opening and slip) 거동을 합리적으로 재현하고 있음을 확인하였다.

(출처 : 요약문 9p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results of the Work
○ Deep subsurface (1-5 km) characterization techniques (80%, 16/20)
Twenty characterization items (lithology, temperature, pore pressure, flow rate, strength, eElastic modulus, discontinuity, fracture toughness, creep rate, subcritical crack growth, specific heat, therma

Ⅳ. Results of the Work
○ Deep subsurface (1-5 km) characterization techniques (80%, 16/20)
Twenty characterization items (lithology, temperature, pore pressure, flow rate, strength, eElastic modulus, discontinuity, fracture toughness, creep rate, subcritical crack growth, specific heat, thermal conductivity, borehole diameter, natural gamma, heat production rate, in-situ stress, density, electric conductivity, wave velocity, and hydraulic conductivity) have been selected. Characterization techniques on fFourteen items have been established during previous research work. In this project, two characterization techniques, heat production rate and in-situ stress were established and we successfully attained the goal of the project. In addition, another THM characterization techniques were also developed and tested.

A heat production of subsurface rock originatesis from to the radioactive decay of radioactive isotopes in constituent minerals and thermal energy by gamma-ray emission, and its magnitude is dominated by the contents of the major radioactive isotopes (e.g., U, Th and K). Evaluation of the heat production is generally calculated based on a formula by Rybach (1986) using density of rock and contents of the major isotopes. Those contents to evaluate heat production of rock mass can be determined by mass-spectrometry using drill cores or rock fragments. In the deep borehole, however, it is not easily applicable because rock cores recovered from the depths of hundred meters down to a few km are rarely available. There is a borehole geophysical logging technique which can measure U, Th and K contents from gamma-ray spectrum. But it requires separate density measurements and the depth of equipment is also limited. As an alternative, Bucker and Rybach (1996) proposed a simple method to estimate the heat production from total gamma activity, relatively easily measurable, via normal gamma-ray logging tool. This technical report introduces development of heat production evaluation method for granitic rock mass with domestic commercialized borehole logging tools, as well as application and verification examples for a ~2 km deep borehole.

In Korea, the land is excavated every year to develop groundwater, drinking water, and hot springs. The depth of excavation is usually less than 100 m for household water, 200 to 300 m for factory water and drinking water that use a large capacity, and 1 km for hot springs to develop high water temperature. In this research stage, data were collected and analyzed for the deep hot spring boreholes drilled deeply in 2020-2021, . The hydraulic parameter and fracture characteristics were analyzed by the geothermal distribution of the deep boreholes.

The THM coupled characterization technique evaluates the thermal-hydraulic-mechanical properties and coupled mechanism of the deep rock using laboratory tests and numerical simulations that consider the high temperature and high pressure conditions of the deep subsurface. Thus, in this chapter, laboratory tests for determining the THM characteristic factor, which are important for evaluating the THM coupled behavior of deep rock, were reviewed and preliminary tests were performed. In addition, uniaxial compression tests were conducted on rock blocks at room temperature and high temperature conditions.

The time -dependent behavior of granite under different environmental condition was analyzed by mode-II subcritical crack growth test under dry and fully- saturated conditions. The stress corrosion index n was 15% lower under saturated condition compared to dry condition, which means water changed the characteristics of long-term behavior of rock. Discrete numerical models were developed and verified through comparison of numerical and laboratory test results and the numerical model was able to simulate the laboratory test well in quantitative (time to failure) and qualitative (fracture pattern) ways.

Rockburst is a sudden and violent failure of rock, possibly inducing not only injury to persons, but also damage to both underground workings and surface structures. In this stage of the study, the source mechanisms of rockburst were analyzed based mainly on the two investigation reports of the Canadian Rockburst Research Program (CRRP). A simplified LS-DYNA modelingmodelling was also performed to identify the tensile failure patterns occurring in the remaining rock mass right after blasting in mine stope. The configuration of the simplified model will probably be useful in small-scale model experiments for investigating the source mechanisms of rockburst.

Recently, characterizations of dynamic material properties and fracturing behaviors of rocks are worldwide recognized worldwide as an important issue in rock mechanics. But there have been few studies on experimental rock dynamics in Korea, which urged us to design and construct an SHPB (split Hopkinson pressure bar) test apparatus in KIGAM. The newly constructed SHPB apparatus constructed is designed for dynamic uniaxial compression test of rock specimen (maximum diameter of 35 mm) with axial confining pressure of up to 30 MPa.

Korea sStress mMap database was built by integrating stress data of 1,400 in-situ stress measurements using hydraulic fracturing and overcoring method and 100 earthquakes of magnitude 2.0 or greater within the Korean Peninsula. Korea Stress Map displays A-D quality stress data records of the upper 25 km of the Earth’s crust from the Korea Stress Mapits own database and the World Stress Map database release 2016. All stress information is analyzed and compiled in a standardized format and quality-ranked for reliability and comparability on a global scale.

We have adopted PYTHON, a free open source, as a platform S/W for the development of 3D HF stress analysis code. In this year, we have constructed a theoretical algorithm of 3D HF stress analysis procedure and an optimization tool of a nonlinear least square technique.

A new indirect stress measurement method using drill core was introduced and investigated as a handy and simple measurement method, for the purpose of complementing conventional stress measurement such aslike hydraulic fracturing., as a handy and simple measurement method. The X-ray computed tomography technology was employed to obtain 3 dimensional shape of drill core and joint surface, followed by validation of stress measurement and roughness anisotropy analysis based on drill core images through sensitivity analysis with influentialce parameters. The comparison of estimated in situ stress was made between drill core based method and conventional hydraulic fracturing method. As a result, the new suggested method showed potential applicability as a stress indicator in terms of the stress orientation when it comes to making Korean Stress Map.

○ Development of deep subsurface characterization equipments
It was very hard for us to manufacture deep subsurface characterization equipments for previous intense R&D work was mainly focused on establishing characterization technology through introduction and application of imported equipments. Domestic manufacturing of equipments including the expansion of previous work have been planned and carried out after the accumulation of experience of previous research work. Three characterization equipments, 1.5 km in-situ stress measurement system (KHF15), 1.5 km 3D borehole deviation measurement system (K-DEV) and 1.0 km in-situ hydrulic characteristic measurement system (KHP10) were designed, manufactured and tested according to each development roadmap.The domestic manufacturing of deep subsurface characterization equipments have been challenging and limited, although the previous intense R&D works were successful on establishing the technology through introduction and application of imported equipments. In the current project, the domestic manufacturing of equipments including the expansion of previous work have been planed and carried out based on the accumulated experience of previous R&D works. Three deep subsurface characterization equipments such as 1.5 km in-situ stress measurement system (KHF15), 1.5 km 3D borehole deviation measurement system (K-DEV) and 1.0 km in-situ hydraulic characteristics measurement system (KHP10) were designed, manufactured and tested according to each development roadmap.

In KHF development, tThe on-off control of pressure-flow supply into a downhole test interval at the test depth, not at the surface, is required in hydro-fracturing especially at depth of km scale, and a new method and apparatus for controlling the on-off of pressure-flow supply directly at the top of the downhole test depth arewere designed and made. The developed apparatus was tested in the steel casing on the ground and passed the test, as for it operated well as we designed.

In K-DEV development, we aims to develop a borehole deviation survey tool down to 1.5 km for the steel-cased well as well as the open hole. The tool is to be compatible with the winch systems in KIGAM, operating in real-time and as accurate as commercial tools. In the first stage until 2021, we carried out formulation of the mathematical relationship, developing algorithm for data fusion and processing, selecting sensor elements, and manufacturing and testing a prototype. We have confirmed normal functioning of the prototype through test at a borehole in KIGAM. We have also verified its performance by applying it to a borehole in CNU down to 600 m depth and by checking the repeatability.

In KHP development, tThe final goal of this study is to develop a 1 km in-situ hydraulic characteristic measurement system (KHP). In the first year of the first stage, a basic conceptual design study of the KHP was conducted through hydraulic characteristic evaluation method and equipment literature research analysis, and determination of the appropriate capacity/sensor specification of the borehole in-situ hydraulic test equipment. In the second year, precise detailed design was carried out based on the basic concept design, and a standard method of constant pressure injection test suitable for possessing key parts and for domestic deep depth rock aquifers was proposed. In the second stage, it is planned to manufacture a system prototype based on the detailed design drawing and to improve the performance of the equipment and verify the validity of the standard test method by expanding the system field application.In the first year of the first stage, a basic conceptual design study of the KHP was conducted through a)　literature research analysis on the method and equipment of in-situ hydraulic characteristics evaluation, and b）determination of the appropriate capacity and sensor specification for the borehole in-situ hydraulic test equipment. In the second year, a) precise detailed design was carried out based on the basic concept design, and b) a standard method of constant pressure injection test suitable for domestic deep rock aquifers was proposed, which in turn leads to occupying the key components of the standardized test equipment. In the second stage, it is planned to manufacture a system prototype based on the detailed design and to improve the performance of the equipment and verify the validity of the standard test method by expanding the field application of the developed system.

○ Platform for simulating coupled THM behavior in discontinuous rock
The goal of this research module is to develop an outstanding THM coupled analysis platform through integration of OpenGeoSys and Itasca’s numerical simulation codes. Currently, the development of OGSFLAC for continuum and, OGS3DEC/ and OGS3PFC for discontinuum simulations arewere underway development. In addition, this platform includes integration of open-source pre- and post- processors for one-stop solution to THM coupled analysis of deep subsurface.

We developed a numerical model, OGS3DEC, for simulating the coupled thermo-hydro-mechanical processes in discontinuous rock. As the first step, we developed a coupling algorithm to link two programs, OpenGeoSys for heat- and fluid -flow analysis and 3DEC for mechanical analysis, via a file-based sequential coupling scheme. Then, we simulated Terzaghi’s consolidation problem to verify the proposed coupling algorithm as a benchmark model. The numerical results showed good agreement with the analytical solutions.

The purpose of the OGSPFC development is to link the two codes to develop a technique that simulates the fracture behavior (crack generation, slip) of bedrock over time and the resulting change in hydraulic properties. In this stage, the cases of hydro-mechanical behavior analysis using PFC were reviewed and the coupling algorithm between PFC and CFD codes was established.

To establish a differentiation strategy of the OGSFLAC simulator being developed for analyzing coupled multiphysics processes in the ground, we investigated the technical trends and issues in coupled THM analysis. The results showed that a variety of coupled analysis approaches have been proposed depending on the multiphysics problem but there has been little attempt to standardize the modelingmodelling method. Therefore, verifying the validity of the OGSFLAC approach for various cases and proposing guidelines on numerical modelingmodelling are important for rapid dissemination of numerical modelling technology diffusion and for differentiating the OGSFLAC approach from other existing approaches. To apply the OGSFLAC simulator to coupled THM problems, we upgraded the functionalities of the initial OGSFLAC simulator (V1) which focused on coupled thermal-hydrological analysis.

As part of the DECOVALEX-2023 project Task G, wWe are developing a numerical model to simulate the thermo-hydro-mechanical processes within the crystalline rock fracture network. We suggested a numerical method to reproduce the mechanical, hydro-mechanical, and thermo-mechanical behavior of rock fracture using a grain-based distinct element model (GBDEM), and verified the method via benchmarks with analytical solutions. In benchmark modelingmodelling, a single fracture embedded in the rock was examined for the effects of fracture geometry, the boundary stress condition, the applied pressure, and the thermal loading condition. The simulation results showed that the developed numerical model reasonably reproduced the fracture slip and opening induced by thevarious factors.

(source : SUMMARY 14p)