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KAERI/TR-3841/2009 The base rock permeability evaluation in compliance with a hydraulic test Korea Atomlc Energy Research Instltute

수압시험에 의한 암반 투수성 평가 The base rock permeability … · 2010. 11. 26. · The permeability of the adiabatic base rock possibility from many ... Packer test

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KAERI/TR-3841/2009 1 기술보고서|

수압시험에 의한 암반 투수성 평가

The base rock permeability evaluation in compliance with a hydraulic test

거η~ 만국원자력연구뭔 、"-/KAERI 、 Korea Atomlc Energy Research Instltute

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제 출 문

한국원자력연구원장 귀하

본 보고서를 2009년도 “심지층 처분환경 타당성평가” 과제의 기술보고

서로 제출합니다.

2009. 8.

과 제 명 심지충 처분환경 타당성평가

주 저 자: 고용권

공저자:김건영

배대 석

김경수

류지훈

박경우

지성훈

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요 약 문

1. 제 목

수압시험에 의한 암반 투수성 평가 방법

H 연구개발의 목적 및 필요성

단열암반의 투수성은 수 많은 토목지질 사업분야에서 설계와 건설에

이용되고 있을 뿐만아니라 유전탐사 지열탐사 지하수자원 개발 및 기

타 환경 · 산업 분야에서 취급되고 있다‘ 암반의 투수성에 대한 정보는

(l) 지하수 흐름의 평가, (2) 천부 및 지하공통에서의 누수형태, 수압 및

유량의 결정, 그리고 (3) 각종 토목공사의 기초에서의 배수와 그라우탱

요건을 평가하는데 이용된다. 근래에는 주로 물질의 저장 · 처분(storag

e . 이sposa!) 둥을 위한 공동 굴착이 활발하게 이루어지고 있기 때문에

지하시셜 주변에서의 지하수체계의 거동에 대한 해석 및 평가 분야가

관심을 끌고 있다 암반에 분포하는 단열체계는 지하수의 주요 유통경로

및 저류체의 역할을 하게 되므로, 단열암반의 수리지질학적 특성의 규명

은 시설의 성능평가에 필수적인 선결 과제이다.

III. 연구개발의 내용 및 범위

수행내용은 다음과 같다.

(1) 현재 국내에서 일반적으로 적용되고 있는 단일공에서의 시험 및

헤석방법 비교 분석

(2) 단일공에서의 시험 적용 및 해석 방향 제시

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N. 연구개발결과

수압시험 방법 및 해석방법의 검토결과, 부정류 정압주입 시험과 이

와 병행한 압력강하 시험의 결과가 다양한 정보를 제공하며, 부정류

정압주입시험의 장점은 다음과 같이 요약된다.

• 광범위한 수리전도도의 산출 가능

• 시험구간 및 시스템 내에서 항상 일정한 압력을 유지 가능하므로

공내저류효과와 장비의 미세한 변형도 무시 가능

• 평가에 이용되는 충분한 측정자료의 확보 가능

• 단열의 수리적 특성 파악이 용이

• 유동경계조건 동의 정보 취득 가농

- 11 -

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SUMMARY

1 . Project Title

The base rock permeability evaluation in compliance with a hyclraulic test

II . Objective and Importance of the Project

The permeability of the adiabatic base rock possibility from many

engineering works geological features business segment with plan in

construction not only will be used is handled from oil exploration, the

heat of the earth search , underground development of water resources

and other environmental . industry sector. , Information (1) underground

water flowing, decisions, of water leakage form, hyclraulic pressure and

flow from evaluation, (2) nature and underground commonness multiple

from foundation and that right [thing] it evaluates an irnportant matter

and (3) various engineering works is used in about permeability of the

base rock. To recent times mainly the commonness excavation for store

disposition (storage . disposal) etc. of the material actively, because

being become accomplished the interpretation and evaluation field is

arousing an interest in about conduct of the underground water system

from underground facility circumference. The ad.iabatic system which

ranges in the base rock is made to do the duty of the important floating

course and the undercurrent body of underground water and, the cJose

examination of irrigation geological features school register quality of the

ad.iabatic base rock is the prior decision subject which is essential in

performance appraisal of facility.

- 川 -

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m. Scopc and Contents of Project

The accornplishment contents with afterwords is sarne.

(1) Currently test and interpretation rnethod cornparison anaJysis

frorn the single public affairs which is applied generally frorn

dornestic

(2) Trial application and interpretation direction presentation frorn

single public affairs

N. Result of Project

With investigation result and vice- stop static pressure irnplantation

test of hydraulic test rnethod and interpretation method it provides

information where the result of the pressure drop test which is this and

in paraJJel is various, the strong point of vice-stop static pressure

irnplantation test is surnrnarized like afterwords .

• Production possibility of the irrigation conductivity which is

wide

• Always the pressure which is a schedule with undercurrent

effect within maintenance possible is from the tentative segment

and within system public affairs also the variation which

equipment is minute di sregard possibility

• Security possibility of the measurement data which is sufficient

is used in evaluation

• Repair quality grasp of insulation ease

• Information acqwsition possibility of floating boundary condition

etc.

- IV -

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CONTENTS

Chapter 1 Introduction .................................. ................................ … 1

Chapter 2 Type of irrigation test .................... ................... .......... 3

Chapter 3 Hydraulic test method . ......... ....... ... ........ ... ... ....... ... ..... 5

Chapter 4 Interpretation of hydraulic test ..... ........... ..... .... ... ............. 9

paragraph 1 Static pressure implantation test ............................ ‘. ....... .. 9

paragraph 2 Water level fall test after static pressure examining ... 11

paragraph 3 Test the before base …… ..................................................... … 12

paragraph 4 Cornparison of test result ..................................................... 15

Chapter 5 Validity irrigation conductivity production ....... ‘ .............. 17

Chapter 6 Conc1usions ...... ..... ....... ... .... ..... ... ..... ........ ..... ..... ... ......... 18

Chapter 7 References .. ... . ..... ... .... ... .... ..... ....... ... ... ... ... ....... .... ..... ..... 19

v

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목 차

제 1 장 서론

제 2 장 수 리 시 험 의 종류 .. ... ...... .. .. ... ............ .. ............ .. ............ ......... 3

제 3 장 수압시 험 방법 ...................... ... ... ............. ........... ..... ......... .. ... 5

제 4 장 수압시 험 의 해 석 ................... .... ...................... ...................... 9

제 1 절 정 압주입 시 험 ....................................................................................... 9

제 2 절 정 압시 험 후 수위 강하시 험 .... .. ............. .......... ........ ........................ 11

제 3 젤 루전시 험 .. ................ ’‘’........................................................................ 12

제 4 절 시 험 결과의 비 교 “ ......... .... .....•..................•........ . .. ... .•....... . •.. ‘......... .. 15

제 5 장 유효수리 전도도 산출 ... ........ ................... ... ............ ............ 17

제 6 장 결 론 ..................................................................................... 18

제 7 장 참고문헌 ............................................................................... 19

- vi -

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제 1 장 서 론

단열암반의 투수성은 수 많은 토목지질 사업분야에서 설계와 건설에 이용되고 있을

뿐만아니라 유전탐사, 지열탐사, 지하수자원 개발 및 기타 환경 · 산업 분야에서 취급

되고 있다 암반의 투수성에 대한 정보는 (1) 지하수 흐름의 평가, (2) 천부 및 지하

공동에서의 누수형태, 수압 및 유량의 결정, 그리고 (3) 각종 토목공사의 기초에서의

배수와 그라우탱 요건올 평가하는데 이용된다 근래에는 주로 불질의 저장 · 처분

(storage' 이spos외) 퉁을 위한 공동 굴착이 활발하게 이루어지고 있기 때문에 지하시

셜 주1켠에서의 지하수체제의 거동에 대한 해석 및 평가 분야가 관심올 끌고 있다 암

반에 분포하는 단열체계는 지하수의 주요 유동경로 및 저류체의 역할올 하게 되므로,

단열암반의 수리지질학적 특성의 규명은 시설의 성능평가에 필수적인 선결 과제이다

현재 국내 현장에서 이루어지고 있는 수리시험 땅법은 미고결충과 암반 사이에는

지질조건이 상당한 차이를 가짐에도 불구하고 이들 양 매질에 대한 시험 및 해석방

법에서 큰 차이룹 두고 있지 않다, 통상 수리전도도의 계산에 있어서, 매질은 균질

하고 동방성인 다공성 매질로 가정된다 이러한 가정은 지하수의 흐름이 절리와 같

은 단열 또는 !앙향성올 갖는 충리연을 따라 지배되는 암반인 경우에도 항상 적용될

수 없는 것이다

지반조사에 있어서 수리시험은 대수총 매질의 수리전도도와 비저류계수의 추정값

올 얻기 위해 이용된다. 투수량계수와 저류계수는 각각 수리전도도와 비저류계수에

대수충 두께를 곰한 값이다. 수리전도도와 투수량계수, 또는 비저류계수와 저류계수

간의 차이는 다공성 매질에서는 명확하게 구분되지만 단열암반의 경우에는 혼란을

줄 수 있다 예를 들어 , 왈투수성 암반 내이1 단일 수평 단열올 포함하는 암반을 고

려해 보자 이 단열띤올 시추공으로 관통하고 Fig. 1(a)와 같이 단일 단열을 포함도

록 구간 L을 갖는 패커를 설치하여 수리시험을 한다고 가정하자, 만약에 시험결과

를 운석하기 위하여 다공성 매질 개념으로 접근하고, 유체의 흐름은 두께 L올 갖는

다공생 명판에서 피압상태라고 가정한다연(Fig . lb) , 시험구간의 투수량계수와 수리

전도도 K(= T/L)를 계산할 수 있다 그러나, 이렇게 계산된 수리전도도는 암반의

투수성올 대표하는 값이 아니다 왜냐하면, 수리전도도는 시험구간의 거리, L에 지

배되기 때문이다 시험구간의 거리가 두 배인 경우(Fig . lc)에 계산된 수리전도도값

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L 2L

(a) (b) (c)

Fig. 1. Packer test for deterrnining transmissivity. (허 Packer interval of le때th L straddi때 a single fracture. (b) Packer interval of le때h L strad때g a slab of fractur없 r떠〈

∞nsidered a porous medium. (c) Packer interval 이 length 2L stradding a single fracture

은 그 절반이 된다 그러나, 투수량계수는 시험구간이 커지더라도 추가적인 투수성

단열이 포함되지 않는 한 시험구간의 거리에 독립적이다 단일 단열이 하나의 대수

층으로 간주되는 한 시험구간의 투수량계수를 단열 투수량계수로 간주하는 것이 유

용하다 따라서, 단열 투수량계수라는 용어의 사용 빈도가 증가하는 추세에 있다.

이러한 취지에서 본 고는 암반의 투수성을 어떻게 평가할 것인가에 대하여 현재

국내에서 일반적으로 적용되고 있는 단일공에서의 시험 및 해석방법을 비교, 분석

하고 나아가 적용 및 해석에 대한 방향을 제시하고자 한다 수리시험과 관련된 이

론적인 배경은 ZOO!년 지질공학 단기 실무강좌에서 다루어진 “공내 수리시험"(배대

석, ZOOl)을 참고하기 바라며, 여기에서는 수압시험 방법과 해석방법에 관한 내용만

을 다룬다

η ζ

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제 2 장 수리시험의 종류

기본적으로 적용되는 시험방법으로서 일정기간 동안 대수충 • 함수대를 대상으로

물을 주입하거나 양수하는 방법이 있다‘ 즉, 저류체를 교란시키는 방법론적 측면에

서 Table 1과 같이 정리할 수 있다.

첫째, 교란현상에 기본을 두고 분류한 시험방법으로서 정율 주입 및 양수에 의한

시험은 시간의 경과에 따르는 압력의 변화를 계측하는 시험이다. 주입시험은 주입

단계에서 압력의 상숭파 주입종료 후 압력강하 단계를 포함한마(Fi g. 2).

둘째, 압력을 일정하게 유지한 상태에서 시간에 따른 주입 혹은 유출량을 관측하

는 방법으로서, 양수에 의한 방법올 정수위 양수시험 (constant drawdown test)이 라

하며, 엘정압력으로 주입하는 방법을 정압주입시험 konstant pressure injection

Table 1. Compariscn of the hydraulic tests a때 analysis methods in ~ngle hole

해석방법

시험종류 시험방법 정상류 부정류

방사상 구상유동

방사상 구상유동

유동 유동

Lugeon 시험 다단재 정암상태로 일청시간 동안 주임 및 주

균질매질 '1,1향의 변화 욕정

주엽/암력강하시험 시힘구간에 일정량/일정압력으로 주입하여 업

력/유량의 연화줍 혹정

정량주입시험 일정량의 물올 지하매질/저류체에 주입하여 압 균질매질 균질매질

력의 변화측정 단일단열 단일단열

정압주입시험 일정 압력으로 지하매질/저류체에 물옹 주입하 균질매질 i!:질매질

여 유량용의 변화를측정 단일단열 단일단열

양수/회북시헝 시험구간에 일정활량/일 옥정정압력으로 양수 후 회복 단개의 압력변화

- 압력강하법 주입 후 암력 강하 현상을 측정 균질매질 균질매질

단일단열 단일단열

압력상숭법 양수 후 암력 상숭 현상을 측정 균질매질 균질매질

단일단열 단일단열

유량손실시험 정압상태 하에서 단기긴 주입 잊 주입량의 변

균질애질 화측정

일정량의 제한왼 체적의 훌올 갑자기 주입/양

앙력반용시험 수하거나 또는, +/-의 압력필스활 시힘구간현상에1 융작용 판하촉므로써 훨스의 부정류 욕성의 소멸

- 순간충격시험 시험구간에 일정 체적의 물올 순간적으로 주입

균질매질 균질매질 /양수한 후 수위변화 관측

- 양력펄스시험 안력휠스를 단시간에 적용 후 반웅올 측정 균질매질 균질매질

q u

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Pulse or slug Cons‘ant rate Constant pressure

* 으 ι

@ ‘ --” ” p i -g

)0

Fig. 2. Pressure a때 flow versus time for constant pressure, ∞nstant

rate, and pulse or 잉ug test

TIπ"

testl이라 한다. 후자의 경우, 손실수량측정시험 (water loss test) '* 하며 다양한 압 력 하에서 정상류 상태로 간주되는 유량이 관측된다‘

펄스반웅시험 (pulse response test)은 시험공에서 정수압 상태에서의 갑작스런 변

순간충격 시 험 (slug 이 시험은

test) , 압력펼스시험 (pressure pulse test) 및 drill stern test로 구분된다 순간충격시

험에서의 반옹은 수위의 변화를 관측하는 것이다. 매우 낮은 수리전도도 및 압력조

건에 관한 자료는 이 시험이 완전한 피압상태에서 수행되기 때문에

에 적용하는 대안으로서 이용된다 압력펄스시험은 근본적으로

(pressurized slug test)으로 간주된다 Drill stern test는 보통 석유회사에서

보다 짧은 시간

순간충격시험

이용되

가압

평가한다 수리전도도를 해석으로 반응의 대한 화에

주압상태 하에서 간섭 및 후속적인 회복기간을 갖는 두 가지의 고 있는 방법으로서

기간을 조합하여 적용한다

모든 부정류 시험방법은 자연상태의 유동영역에서 교란현상을 발생시키기 때문에

방법에 따라 나타나는 교란현상은 다양하고 상이 한 인자들에 의해 영향을 받는다‘

- 4 -

순간충격시험

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제 3 장 불연속면 조사기술

1. 수압시험의 장점

결정질 단열암반에 이용될 수 있는 시험법은 앞서와 같이 다양하다. 충격교란시

험은 시추공내 압력의 순각적인 변화를 이용한다 따라서 이러한 시험법은 교란의

제공원으로서 공내 저류효과만을 이용한다 나공 상태의 순간충격시험과 패커로 격

리된 구간에서 행하여지는 펄스시험 모두는 통일한 표준곡선법을 이용한다 이 두

가지 시험법은 경계효과나 유통차원에 민감하지 못한 단점이 있다. 순간충격시험

결과의 해석에 있어서 낮은 저류특성올 갖는 곡선 중첩에 의해서 경계 효과를 간과

할 수 있다 이와 유사하게 순간충격시험은 공간 차원에서 기본적인 형태를 바꾸지

않는다 순간충격시험 콕선의 기올기는 유동차원과 저류효과에 따라 변하기 때문에

비현실적인 저류특성 값에 의해서 결과적으로 수리특성의 결정에 있어서 몇 차수

이상의 오류를 야기할 수도 있다 나아가 진공 순간충격시험은 암반의 수직적인 수

리전도도의 변화에 대한 정보를 제공할 수 없다는 점에서 패커시험과 차별된다

교한유지시험법은 크게 두가지 유형이 있는데, 정률시험법과 정압시험법이다 정

률시험법은 수리지질 및 지하수 저류처l 평가에 주로 적용된다 정압시험법(루전시험

또는 패커시험)은 토목 및 광산분야에서 흔히 이용된다 이들 두가지 시험법은 자료

해석시 부정류로 분석할 경우 큰 차이가 없다. 정률시험법은 부정류 상태의 압력변

화 자료를 생산하고, 정압시험법은 부정류 상태의 유량의 변화를 생산한다

경계효과와 공간차원은 교란유지시험법에서 뚜렷한 특정올 갖는다 시험에 의해

영향올 받게 되는 암반의 체적은 교란이 지속되는 시간에 비례하여 중가하기 때문

에 시험공 주변의 영향범위를 크거냐 작도록 설계할 수 있다 예를 들어, 2차원 방

사상유동의 경우 시험의 영향반경은 주입시간 또는 배출시간의 제곱근에 비례하여

중가한다

두 가지 교란유지시험법 중에서 정압시험법이 선호되는 이유로 두 가지를 들 수

있다‘ 첫째는, 정압을 유지함으로써 공내 저류효과를 제거할 수 있다는 것이다 두

번째 이유는 저투수성암반에서는 정압 조건을 쉽게 유지할 수 있다는 정이다 정률

시험의 경우 정률조건올 유지하기 위한 유량을 결정하기 위해서는 시험 전에 대략

적인 시험구간의 수리전도도를 알아야만 한다. 만약에 이 보다 유량을 적게 유지하

게 되연 충분한 반웅을 얻을 수 없게 되고, 반대로 높게 유지하게 되면 수압파쇄를

- 5 -

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m m

i ----I l ---I l --4 ’ ’

Fig. 3. Scheπlatic diagram 이 t벼 hydraulic test system

초래할 수도 있기 때문이다

3.2 시험장비

수압시험에 소요되는 기본적인 장비는 완벽한 격리기능을 갖춘 이중패커, 주입수

에 압력을 유지시켜줄 수 있는 멈프 또는 물탱크, 정확한 유량올 계측할 수 있는

유량계로 구성된다(Fig. 3) 정압시 험 이나 • •

루전시혐의 경우 유사한 시스템을 사용할

수 있지만, 전자의 경우, 특히 시간종속적인

유량융의 변화를 기록할 수 있는 정 밀한

유량측정계 (Fig. 4)가 필요하며 안정된 정

압 유지판 위해 계획된 수두압 만큼의 상

부 고도에 울탱크를 설치하는 것이 바랍직

하다 루전시험에는 압력펌프를 용하여 주

업압을 제어할 수 있다

주입 량의 정밀한 계측에 가장 중요한 유

량계는 Fig.4에 보이는 것처럼 rotameter(Gilmont Instruments)를 계측범위별로 중

청하도록 제작될 수 있다. 이때 피압구간에서의 역류 현상올 방지하기 위하여 유량

Figure 4. Rotameter array for ∞nstant head injec1ion test

계 각각의 연결라인에 역류방지용 밸브가 설치되어야 한다. Fig. 4의 유량계의 계측

범위는 다음과 같고, 최소 계측 유량은 0.5 mVmin 이다.

- 0 - 22 Vmin

( 。

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o - 2.4 l/min

o - 0.35 l/min

- 0 - 0.06 l/min

위 유량계로 측정 가능한 수리진도도의 하한치는 약 1x lO J1 m/s이다 한편, 루전

시험에서는 계측시간동안의 누적 주입량만 펼요하기 때문에 흔히 접선류 익차형

(vane wheel type) 유량계가 이용되고 있다- 이 유량계로 계측될 수 있는 수리전도

도의 하한치는 약 1x lO 9 m/s으로서 정밀도에서 문제를 안고 있디-

3.3 시험방법

높은 수리전도도 구간에서 수두압은 암반 주위로 빠른 속도로 배수 · 주입되지만,

낮은 수리전도도의 암반에서의 주입은 장시간이 소요된다. 주입장비에 주수라인은

밸브를 사용하여 공기가 남아 있지 않도록 해야하며, 계획한 정압조건이 이루어질

수 있도록 준비되아야 한다 정압시험의 경우 흔히 펌프를 이용한 주입장비는 시험

구간의 투수성에 따라 정압을 유지하기가 용이하지 않으므로 주입수의 위치를 정

압수두에 맞게 높은 위치에 설치하는 것 이 바람직하다

실제 계측은 시험구간에서 시험밸브를 여는 것과 동시에 주입 상황이 기록되면서

이루어진다 정압주입은 주입압력 , 2-3 kg/cm2로 20분 내지 길게는 180분간 유량

을 측정한다 이때 부정류 주업 유량율의 변화는 계속적으로 기록되어야 한다- 정압

주업 후 연속하여 압력강하 시험을 수행할 수 있다. 이 시험은 부정류 정압주업 시

험 후에 계속적으로 실시하는 시험으로서, 정량 주입후 암력강하 시험과 동일한 방

법으로 시행된다

루전시험은 지질공학적인 작업 중 암반 그라우탱올 위해 소개된 시험법이다. 루

전시험으로서 심도 및 지질상태에 따른 수리전도도의 변화를 결정할 수 있고, 상대

적으로 저렴한 비용으로 수행할 수 있는 방법이다 루전시험은 시추공 굴착이 끝난

후나 시추파정 동안에 단일 혹은 이중패카를 사용함으로써 수행될 수 있다 단일패

커방법은 페커가 시추공 바닦으로부터 시험하고자 하는 위치에 설치된다 시험이

끝난 후 시추작업은 다시 시작되고, 좀 더 깊은 심도에서 반복적으로 시험이 수행

된다. 단일패커방법은 암반매질이 약하고 절리 밀도가 높거나 시추공의 붕괴가 예

상될 때 효과적이다

시험구간은 조사 목적에 따라 정해질 수 있으며, 시험은 최대 10 kg!cm2 주업압

까지 상향 및 하향 단계별로 각각 5분에서 10분까지 계속된다 이때 각 시험 단계

별로 계측되는 주입량은 일정압력 하에서 계측된 누적 유량이 된다 10 kg!cm2 정

7

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도의 수험 단계에서는 새로운 단열이 발생될 수 있거나 기존 단열을 확장시킬 수

있으므로 투수성이 과대 명가될 수 있는 문제가 있다

g u

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제 4 장 수압시험의 해석

제 1 절 정압주입시 험

정압시험에 의한 부정류 해석법은 유통영역(f1ow regime)의 형태와 경계띤에 대

한 정보룹 제공한다. Barker<l988)는 이러한 유동상 해석올 시험공에서 거리에 따 E

유통체적 변화를 기본으로 각 유통상의 일반방정식을 유도하였다 Doe와

Geier<l990)는 Barker<l988)의 방정식올 활용하여 Fig. 5에서와 같이 공 주변의 매

체에서의 지하수유동 영역의 형성에 따라 선형유동(1차원), 방사상유동(2차원), 구상

유동(3차원)으로 구분되는 개념을 도입하여 이를 지하수유동의 차원으로 정의하였

고, 스웨멘의 S tripa project에서 수행한 정압시험결과에 대한 유동상 분석을 시행한

바 있디

D∞와 Geier(1990)는 Barker{l988)에 의한 부정류 변화에 대한 Laplace transform

space solu Lion에 무차원유동량( QD)과 무차왼시간( tD)을 사용하여 무차원항으로 간

결히 한 후, Stehfest algorithm올 사용하여 수치역산을 수행함으로써 tD에 따른

QD의 표준곡선올 제시하였다(Fig. 6) 이 표준 곡선은 모든 차원의 유통상에 적용

되며, 1차원 유동상은 기울기를 1/2로 갖는 직선으로 나타난다 3차원 유동산은 정

상류와 유사하게 나타나며, 3차윈 보다 높은 차원의 유동상은 3차원 유동과 유사하

나 초기에 1/2의 기울기를 갖는 것이 특정 이다- 정압주입시험의 수리상수 분석은 표

준곡선중첩법에 의하여 구할 수 있으며, 정사차원의 유통(n= 1 ,2 , 3) 인 경우는 각 직선

도표상에 나타난 기울기에 의하여 쉽게 도출될 수 있다

유동상 형태플 결정하는 수리지질학적 요소는 단열의 기하학적 분포와 방향성 수

라전도도룹 들 수 있다. 각 유동차원은 각각의 유동 형태와 유통방정식을 갖게 된

다. 차원올 정의하는 기하학적 특성은 주입점 (source point)으로부터 거리에 따라서

유동연적<Conduit area)의 변화를 나타낸다 n=1 ,2 ,3의 선형, 방사상 및 구상유통의

경우 아래와 같이 정의된다

OgQ - -k- logt + 딛판잦 2 .~ .. . , A hω ..; .. (n=ll U (

- 9 -

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4 --

--2

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-,

응 "-

” 정 - 0 .5 t 。

” t 띠

E - 1.5

5 당 ...J

-2

Sublinear A '" r" . <<<0

• ‘ 。- 2

- 3

Log Dimensionless Time

RQ. 6. Cons떠미 뼈ad type curves. dimension 0 10 4

l/Q = L윌~ log t + lOg( -..2;왜주)"' h ue T jrJ

(n =2) (2)

4%rm2 다값i 놔;

Radial Cylindrial A"" ’

4πKh ,orι + Q= Spheri c히

(3) (n =3)

Fractured Dis∞ntinu um

Hyperspherical A"' r"‘ <<>2

Porous Continuum

FiQ. 5. Cases 이 flow dimension

분할차원 (fractiona l dimen s ion )은 준방사상유통(1 < n < 2), 준구상 또한 정수값 사이의

초구상유동(3<n )으로 정의된다(Doe & Geier , 1990). 유동(2<n<3) 및

한표 나타나도록 변화가 각 차원에서 직션으로

수리상수를 도출해 낸다.

부정류해석은 유량의 정압시험의

준좌표룹 양대 즉, 선형유동은 맞는 성정하여, 각 차원에

기울기가 1:2를 기울기를 갖는 직선으로 나타난다(Fig . 7a) 수그래프에서 여러 가지

암반 때는 해석하며, 기울기가 1:4를 이룰 따른 유동으로 단열올 유통형태는 이루는

현장시 험에 해석한다 방사상유동은 특성으로 유동하는 통하여 모두를 매질파 단열

l / Q 경우, 관통하는 조사공올 단열이 가장 많이 관찰되 는 유동상으로, 즉, 수명 서

유통상 된다(Fig . 7b) 구상의 나타내게 그래프에서 직선을 하는 축으로 와 log t를

Q와 지역에서 잘 나타나연, 단열이 잘 발달되어 있는 교차하는 주변에 시험공 。

、:

수리전도도 알아 내며 Q(tD= 1)를

그래프에서 직선올 나타낸다(Fig. 7c)

연장선에서

- 10 -

직선의 1:2인

1/파의

선형유동인 경우는

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* (이 ‘

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2 ‘- .... ‘쩌"'"

FiQ. 7. An외VSlS 이 flow data : (a) Linear fkJw‘ (b) 이때rical flow‘ (미 Spherical flow 와 비저류계수의 곱인 수리상수를 구할 수 있다 이 경우에 비저류계수를 가정하고

수리전도도값을 구할 수 있다. 방사상유동(n=2)에서는 반대수근사치 방법인 기울기

와 절면으로 투수량계수와 저류계수를 산출해 낸다 구상유통에서 시간에 따른 유

동량의 변화는 Q vs U.fï 에서 직선을 나타내며, 선형유동의 경우와 달리 원점을 지나지 않고 절편을 가지게 된다‘ 구상유통에서도 방사상유통과 같이 기울기와 절

편값으로부터 수리전도도와 비저류계수릎 계산한다

제 2 절 정압시험 후 수위강하시험

수위강하시험은 공내 물주입 후 수위(수압)변화 거동으로부터 무한 경계조건의

땅사상흐름의 부정류 해석에 의한 관계합수로 수리전도도를 산출한다 방사상흐름

l앙정식 ÷옳(r뽕)=풍뽑을 정량 주입조건에서의 시간-수위변화 관계함수로

해석하면 다음과 같은 부정류 해석 기본방정식이 유도된다.

h i_ h (r f)=-;:二a- [ Ei( u)] μ=피t<OOl인 영역에서 r=r w이면 ('-', 4πKL ’ 4Kt

= 二~[ ln( 4':<; )] 4"KL L U' \ yS?w (4)

수위강하시험 해석은 물주입 단계 Onjection phase)에서의 유량 Q}에 의한 수위변

화량파 물주입 후 단계 (fall -off phase)에서의 유량 Q2에 의한 수위변화량올 합한

총 수위 변화량을 누중의 법칙으로 유도한 관계식으로 수리전도도를 산출 할 수있

시험에서 유량 Q} 이 t시간동안 주입되고 이시간 이후 M 시간 동안은 유량 Q2로

주입된다띤 t+M시간에서의 총 수위변화량은 위 기본 방정식올 누중의 엽칙으로

유도한 아래와 같은 방정식으로 표현된다

- 11 -

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= [-」」 m(4따브와)+-3ι, ln(.Å짝!-)] (5) 4πKL xst 4πKL yS@

여기서, 주입량 q2 - q , 이면 상기식은

s --;二오L ln(」±Ai)4πKL ... , ðt

has = h,+-3L- ln(」±Ai) , Homer equation 4xKL ... \ ðt (6)

Hoπler 식에 의해 시간 t+ðt 와 수위 h 를 X.Y축。로 하는 반대수방안지에 나 I1 t ~ I I , n ws >=. ~"'tJ - 1-

타나는 수위변화 선의 기울기로부터 수리전도도를 산출한다

일반적으로 강하 시험의 결과에서 수리전도도는 Horner plot을 이용하여 계산된

다 Horner plot에 의하연 주업 종료 시점에서의 실제 압력에 대한 압력변화는 경과

시간을 대수(Iogarithmic)로 도시한다. 시추공 주변의 지하수 흐름을 방사상 흐름으

로 가정할 때의 Horner 해석 식은 다음과 같다.

K 0.183 QoPlug -t. (dp ’ ) L (7)

여기서 • Q. ; 주입단계 종료 시점에서의 주입울(m3/sec)

t. (dP’ )(dp’) ; 대수주기동안의 압력변화(m)

Pω = 물의 밀도(kg/m3)

g; 중력가속도(mM)

L ; 시럽구간 길이 (m)

제 3 절 루전시험

시험구간 주변의 흐름 패턴은 시추공 축과 단열들의 방향에 따른 상관관계에 따

라 다르다 주입량은 교차된 단열이 시추공과 평행할 때 매우 높올 것이다 시험에

서 흐름양상이 방사상이고 관측공이 이되면 수리전도도는 다음식에 의해 결정될 수

있다,

K = """"요~ ,_-L 2π (ho - h) ω 7ω

여기서 , Q; 주입량(m3/s)

L ; 시험구간(m)

(8)

ho. h ; 시험공과 거리 r~ 관측공에서 계즉된 각각의

- 12 -

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수두(m )

rw 시험공 반정 (m)

시험비용을 줄이기 위해서 관측공에서의 수두계측이 생략되는 조건에서는 다음

식이 사용된다‘

1( = 요lLh」흐 2rrðh ~. rω

(9)

여기서 • !:!. h = 시 험공 내에서 흐름을 초래하는 수두(m)

R = 초기 지하수위가 주입에 의해 변하지 않는

영향반경 (m)

R>> ι인 경우. R에 대한 평가에 수반되는 오류는 시험결과에 큰 영향을 미치

지 않는다 따라서

비(R/r .J →갱순」ε'- = constant (10)

이 된다 식 ( 10)에서 ln(R/r w)는 크게 변하지 않기 때문에 다음과 같이 가정될

수 있다(UNESCO. 1984)

In(R/r ι) '" 7

그러므로 식 (5)는 다음과 같이 쓸 수 있다

1( = 1. 12 x 요I.L ðh

(11)

(12)

루전시험은 포화대에서 수행되어야만 하고, 각각의 압력하에서의 정상류 상태에

도달할 때까지 계속되어야 한다. 수리전도도는 또한 루전단위로 표현될 수 있다‘ 루

전은 단위미터 구간길이 에 10 kg/cm2의 주입압력이 작용하였을 때 단위시간(분)에

주입된 물의 양으로서 정의된다 1 Lu은 약 l xlO 7 m/s이다,

Lμgeoη μnits 용

여기서 . Q = 주입량(ι/min)

L = 시험구간 길이 (m)

이것은 시험구간에 많은 단열들이 교차하였음올 가정한다- 그러므로 평가된 K

값은 시추공에 교차되는 단열띤들이 있는 암반매질의 평균수리전도도를 나타낸다

(13)

개개 단열의 수리전도도• I(f는 시험구간에 분포하는 단열의 수가 N이고 단열틈의

크기가 일정하다고 할 때,

κ= 쯤 (14)

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도시된다 유량-압력

변화에 따라 다른

대하여

물에 의한

압력에

주입된

유량은 적용된

투수성과 시험동안의

있다

루전시험에서

A

T 나타낼

일반적인

으로

시험구간의 곡선은

보인다(Fig. 8;Table2l

1ι ’?’ 1∞ ‘ 2 '"

I ‘ . • ” . ‘ "

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FiQ. 8. Typical flow rate vs. pressure curves

- 14 -

ι ‘ . . " 1。

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Ta미e 2. Description 이 the flow rate vs αessure curves

Type Descriplion

띠eal res미1 where flow is laminar, pr,여Jably on CI않n fra이ures, discharge α때ortional 10 I pressure head

2 재)ht fral미ures, Imperrnea비e mate때

3 Highly perræable, large φen fractures. Waler ac않ptance e~였ds capacity of the test system ar잉 α'essure record때 is due 10 friction in su야*y 잉slem

4 Fai~y high perræability with a decrease in flow 깨th time dæ 며rtially to a cha뼈 fr,αn

laminar to turtJulent flow, as well as partial clog이 ng of fraαures with time,

5 Low permeability, 삐 washing 0α of gωge material from the fractures, increasing the permeability 벼minar fIow, moderate perrnea비 lity αJt 애th an increase in flow with pressure. Increasing

6 packer pressure brings the fIOW back 10 a linear refati아lShip with α앉lSUre, indicaling inα'easo;잉

flow was pre얘JUS leakage past the packer

7 Inαease in permeability with increased pr,않Sαe a띠 the rocmery curve follows the SSime path Thβ indicates that fractures have ∞en opened up dæ to exæss pressα'e Ihydr이ra∞ing)

8 Progr않sive decrease in perm없비Ity 애Ih pressure (and time) indicating incomplete blocking of thefractures by tra앤jlQrted 때terial

9 M여erale 어mea때tya때 flow 떼e is not lir없r. The down turned curve a띠 잉떼lar re∞very

curve indicate that turbulenl flow ∞nditiα15 exisl α!YOOd 15 ανs

제 4 절 시험결과의 비교

Doc and Remer (1982)는 단열암반에 대한 정상류 및 비정상류 상태의 조건 하에

서 계산된 수리전도도를 이론적으로 비교 분석한 결과 정상류상태 하에서 계산된

수리전도도는 일반적으로 과대 평가되었다는 사실을 확인하였다 정상류방법에 의

해 계산된 수리전도도는 동상 부정류에 의한 값보다 2-3배 범위에 있다고 보고하

였다

Andersson & Persson (1 985)은 스웨덴의 결정질암에서 실시한 많은 단공법시험

에 관한 423회에 걸친 자료로부터 정상류 및 부정류를 비교분석한 결과, 정상류땅

법에(t=15분) 의한 수리전도도의 평균값은 부정류에 의한 방법 (t=2시간)에 비해서

평균값의 2.7배 이상이었으며, 때로는 정상류 분석은 부정류 분석 에 의한 값보다 1

0-20배 더 크게 나타난다는 결론에 이르렀다. 이 러한 결과는 Doe and Remer

(1982)의 결과와 잘 일치한다.

패커를 이용한 수압시험과 양수시험에 의해 계산왼 투수량계수의 비교는 비룩 두

π υ

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값이 상관관계에 있을지라도 양수시험에 의한 값이 좀 더 큰 경향을 나타낸다, 이

것은 수압시험은 시추공과 바로 인접된 지역에 대한 특성올 반영하는데 비해 양수

시험은 시추공 주변의 암반을 포함한 좀 더 큰 영역에 대한 특성을 반영하기 때문

이다 그러므로 지하수 개발을 목적으로 수리파라메타를 대표하는 값을 얻기 위해

서는 패커시험보다 양수시험이 더 선호된다

- 16 -

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제 5 장 유효수리전도도 산출

단열암반에서의 지하수유통은 일반적으로 투수성 단열체계의 분포특성에 지배되

며, 단열암반의 수리특성을 모사하는 방법으로는 개넙적으로 두 가지가 있다. 첫째

는 분리단열망모텔(discrete fracture network modeD로서 암반을 투수성 단열과 불

투수성 매질로 표현하는 개념이다 이때 수치모델 내에 개개의 단열을 모두 포함할

수 없으므로 수리적으로 중요한 단열만을 고려하는 것이 핵심이다 둘째는 동연속

체모델(eq비valent continuum modeD로서 암반을 퉁방성 또는 이방성의 균질한 연

속체 매질로 표현한다. 이 개념에서는 실제 암반의 지하수가 유통하는 것으로 모사

되는 연속체 매질에 대한 수리전도도의 대표값올 정의하는 것이 중요하다

시추공 내 수리시험에서 얻어지는 수리전도도에 대한 대표값은 다음의 식과 같은

평균값으로 표현되는데, 매질의 특성과 대표값의 활용목적에 따라서 어떻게 선택할

것인가에 대하여 많은 연구가 있었다‘

산술평균( KA) = £ 휠K;

조화펑균(Kf/)=-쁨

ξl강;

기하평균(Kc ) = (퍼lK,) m

(15)

(16)

(17)

Freeze (l975)는 균질 매질에서의 수리전도도가 빈도분포로 정의될 때 1차원 지하

수유통의 거동을 연구하였다 여기에서 수리적으로 균질 매질이라 함은 수리전도도

가 공간적으로 상수인 것올 말한다. 수리시험으로부터 도출된 수리전도도에 대한

확률밀도함수로서 시종 나타냐는 것은 대수정규(Iognorm머)분포였다 Freeze(1975)

는 규모의 중요성올 강조하였으며 , 또한 자신의 연구결과는 광역 규모에서 적용 가

능하며, 소규모 영역에서는 관심 대상의 인자에 대하여 단일의 값을 제시할 수 없

다고 하였다‘ 또한, 총상의 매질을 가로지르는 l차원에서 수리전도도가 대수정규분

포를 갖고 정상류 흐름일 때, 유효수리전도도( KE)는 조화평균( Kf/) 임 을 확인하였

Carlsson et al.( l990)은 지하수가 매질의 충과 명행하게 흐를 경우의 KE는 산술

- 17 -

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평균( KA ) 이라고 주장하였다

3차원의 정상류 흐름에서의 KE는 기하평균( Kc)이 가장 적절하다고 보고하였다

(Freeze. 1975)

Ðagan (l 979)은 통계적으로 균질한 층의 KE는 다음 식으로 표현됨을 확인하였다

2차원의 문제에서는 식 (4)는 KE = Kc로 단순화된다

KE = Kc(l+( 융 --;-k혜 (18)

여기서 m = 유통차원 ( m=l. 2 또는 3)

Oy 수리전도도 K에 대하여 log10K의 표준편차. c = In10

Gustafson (l986)은 수리전도도 빈도분포가 대수정규분포를 갖는 2차원 문제에 대

한 수치연구에서 2차원 흐름에 대한 최적의 평가는 기하평균엄올 밝혔다. 그리고,

패커시험을 이용하여 단열 암반의 대표체적(REV)의 규모를 추정하는 방법올 제시

하였는데, 단열암반에서 연속체모델를 적용할 때는 모델 영역이 크고 시험자료가

충분하지 않는 한 상당한 주의가 요구된다고 하였다

8roch and Kjθrholt(l 993)는 Torpa 압축공기저장시설에서 40û7H 의 수리시험 자료

의 결과를 수벽공의 주입수량의 계측으로부터 역으로 계산된 투수성과 비교한 결과

를 제시하였다 그는 수벽공 주입수량을 기초로 계산된 수리전도도 값은 수리시험

에 의해 계산된 기하평균값과 중앙값 사이에 있다는 결론을 제시하였다

- 18 -

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제 6 장 결 론

단열암반에서 수리전도도는 단열빈도와 연결성에 좌우된다 대부분의 암반에서

수리전도도는 매우 낮은 값을 나타내지만, 높은 단열빈도 구간, 특히, 단열대 주변

에서는 오히려 높은 값을 보인다 이러한 현상은 수리전도도의 크기에 좌우되는 상

이한 조사방법이 요구되며, 교란땅법에 따라서 야기될 수도 있는 인자의 중요성에

대한 사전 지식을 가지고 수행되어야 함을 시사한다 시험방법의 측정 한계는 사용

한 장비의 특성에 따라 화우되므로 가능한 한 정밀 계측기를 사용하여야 한다

수압시험 방법 및 해석방법의 검토결과, 부정류 정압주입 시험과 이와 병행한 압

력강하 시험의 결과가 다양한 정보를 제공하며, 부정류 정압주입시험의 장정은 다

음과 같이 요약된다

• 광범위한 수리전도도의 산출 가능

• 시험구간 및 시스댐 내에서 항상 일정한 압력을 유지 가능하므로 공내저류효과

와 장비의 미세한 변형도 무시 가능

• 평가에 이용되는 충분한 측정자료의 확보 가능

• 단열의 수리적 특성 파악이 용이

• 유통경계조건 둥의 정보 취득 가능

부정류 주입시험법에서 최대의 자료의 효율성을 기대하기 위하여, 주입시간은 최

소한 두 시간이 가장 적합하다 이는 시험시간에 비례하여 영향올 박데 되는 암반

이 더 광범위해진다는 것을 의미하며 영향을 받는 암반의 범위는 시험시간 및 암

석의 수리특성에 따라 좌우된다- 산출된 수리전도도 값이 시험대상 암반에 대한 대

표적인 평균이 되도록 하여야 한다. 통상적인 평가 시, 시험암반의 체적이 크연 클

수록 가정한 둥균질다공성매질의 암반으로 간주되며, 대표값으로서 신뢰도 역시 확

보된다 만약 조사된 암반의 체적이 충분히 클 경우, 그 체적이 추가로 더 넓어지더

라도 수리인자의 규모는 뚜렷한 변화가 나타나지 않을 것이다

19

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제 7 장 참고문헌

배대석, 2001 , 공내 수리시험, 2001년 지질공학 단기 실무강좌 • 시추공을 이용한

조사와 탐사, 대한지질공학회, 85- 161.

Andersson , ] - E. and Persson, 0. , 1985: Evaluation of single hole hydraulic tests

in fractured crystalline rock by steady- state and transient methods. SKB

Technical Report TR 85- 19.

Barker, J,A., 1988, A generalized radial flow model for pumping tests in

fractured rock, Water Resources Research, 24, 1796- 1804

Broch, E. and Kjørholt, H., 1993, Verification of large scale permeability tests in

hard rocks, Proc. of the XXIVth Conf. In t. Ass. of Hydrogeologists,

Hydrogeology of Hard Rocks , Norway

Carlsson, A., Gustafson, G. , Lindblom , U. and 0lsson, T., 1990, Scale effects in

the determination of hydraulic properties of rock masses, Proc. ISRM Rock

Joint Conf. , Scale Effects in Rock Masses, Pinto da Cunha(ed.l, Balkema,

Rotterdam

Dagan , G. , 1979, Models of groundwater flow in stati stically homogeneous

porous formations, Water Resour. Res. , 15(1), 47- 63

Doe, T. and Remer, ]., 1982: Analysis of Constant- head Well Tests in

Nonporous Fractured Rock. Proceedings of the 3rd Intemational Well - testing

Symposium, Berkeley, California.

Doe, T.W. and Geier, J,E. , 1990, [nterpretation of fracture system geometry using

well test data, Golder Associates Inc., 222p.

Freeze, R. A., 1975, A stochastic conceptua1 analysis of one- dimensional

groundwater flow in nonuniform homogeneou s media, Water Resour. Res.,

11(5), 725- 741.

Gustafson, G. , 1986, Prediction of gross permeability of fractured crystalline rock,

Proc. Nordic Hydrological Conf. , Reykjavik, 849-858

UNESCO, 1984, Guide to the hydrology of carbonate rocks, Studies and Reports

in Hydrology, 41 , 345p

- 20 -

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서 지 정 보 양 λ-11

수행기관보고서번호 위탁기관보고서변호 표준보고서번호 INJS 주제코드

KAERll 384 1 12009

제목/ 부제 수압시험에 의한 암반 투수성 명가 방법

연구책임자 및 부서영 고용권 (심지충 처분환경 타당성평가)

(AR,TR 등의 경우 주저자)

연구자및부서명 김건영 (심지충 처분환경 타당성명가) 배대석 (심지충 처분환경 타당성평가)

김경수 (심지충 처분환경 타당성평가)

류지훈 (심지충 처분환경 타당성명가)

박경우 (심지충 처분환경 타당성평가)

지성훈 (심지충 처분환경 타당성평가)

출판지 대전 발행기관 한국원자력연구원 발행년 2009, 8

페이지 20p 도 표 있옹(0), 없옴( 크 기 2 1 x29 ,7Cm

참고사항 원자력연구개발사업과제

공개여부 공개( 0 ), 비공개( ) 보고서종류 기술보고서

비밀여부 대외비( 급비밀

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초록 (15-20줄내외)

단열암반의 투수성은 수 많은 토목지질 사업분야에서 설계와 건설에 이용되고 있올 뿐

만아니라 유전탑사, 지열탕사, 지하수자원 개발 및 기타 환경 · 산업 분야에서 취급되고 있

다 암반의 투수성에 대한 정보는 (1) 지하수 흐름의 평가 (2) 천부 및 지하공동에서의 누

수형태, 수압 빛 유량의 결정, 그리고 (3) 각종 토목공사의 기초에서의 떼수와 그라우팅

요건올 평가하는데 이용된다 근래에는 주로 물질의 저장 · 처분(storage ' 이sposaI) 둥을

위한 공동 굴착이 활발하게 이루어지고 있기 때문에 지하시설 주변에서의 지하수체계의

거동에 대한 해석 및 형가 분야가 관심올 끌고 있다 암반에 분포하는 단열체계는 지하수

의 주요 유통경로 및 저류체의 역할올 하게 되므로, 단열암반의 수리지질학적 특성의 규

명은 시설의 성놓명가에 필수적인 선결 과제이다

주제영키워드 수압시험, 암반 투수도

(10단어내외)

Page 30: 수압시험에 의한 암반 투수성 평가 The base rock permeability … · 2010. 11. 26. · The permeability of the adiabatic base rock possibility from many ... Packer test

BIBLIOGRAPIDC INFORκ1ATION SHEET

Performing Org. Sponsoring Org Stamdard Report No INIS Subject Code

Report N。 Report No‘

KAERII 384 11 2009

Title 1 Subtitle 111e b.se rock perme.bility ev.lu.tion mcthod in compli.nce with •

hydr.ulic test

Project M. n.ger Y oung K won Koh (A ssessment of the geo-environment for HLW

.nd Dep.rtment d ispos.l)

(or M ain Author)

Researcher . nd Geon Y oung Kim (Assessment of the geo-environment for HLW

Dep.rtment dispos. l) D.e-Seok B.e ( " K yung-Su Kim ( ” Ji Hoon Ryu ( ’1

Kyung Woo Parfc ( " Sung H oon Ji ( ’1

Public.tion Public.tion D.ejeon Publisher KAERI Aug. 2009

Place D. te

P.ge 20p 111. & T. b Yes(O). No ( ) Size 2 1x29.7Cm

Note Long Tenm N uclear R&D Proj ect

Open Open( 0 ). Closed( )

Classified Restricted( ). _Class Document Report 꺼pe Technical Report

Sponsori뺀 Contract No

Abstract (1 5-20 Lines)

Thc pcTm<、ability of thc adiabatic basc rock possibilìty frum many cngin않ring works gcological fcaturcs busincss segmcnt with plan in oonstruction oot on ly wil1 Ix! uscd Îs handJcd from oil exploration, the hcat of the catth 잃arch, undergr,αmd developmcnt of wa않r re없lfCes and other cnvironmental . industry scctor. , lnfonnation (1) undcrgrαmd watcr n。、에ng. dccisions, of watcr 1않kagc forrn, hydraulic prcssurc and flow from evaluation, (2) nature and underground cαnmonness multiple from foundation and that right fthing] it cvaJuat않 an important rnattcr and (3) various 앙ngin않ring works is 없었 in about pcnncability of thc basc rock. To recent timcs ma inly thc commonncss cxcavation for store . disposition (storagc æsp。짧11 얹c. of the matcnal activcly, bccausc bcing bcc짜mc accomplishcd thc intcrprctation and cνaluation ficld is arousing an i n않rest tn a없lt conduct of [hc undcrground water system from underground faαl ity circumfcrcncc. The adiabatic systcm which rangcs in thc basc rock is made lO do thε duty of thc importam float ing course and the undcrcuTTcnt body of undcrground watcr and, thc clα:;e cx와nina디어1 of inigatiαn geologiιa l features school regisrer quality of the actiabatic base rock is the pnor dccision subjcct which is esscntial in pe서'orrnancc awraisal of facility

Subject K eywords hydra띠ic test. permeability

(About 10 words)