스위스 Grimsel Test Site에서 수행된 FEBEX 현장시험에 대한 수치해석적 연구

이창수; 이재원; 김건영

추천

검색

질문

자료유형: 학술저널

저자정보: 이창수 (한국원자력연구원) 이재원 (한국원자력연구원) 김건영 (한국원자력연구원)

저널정보: 한국암반공학회 터널과 지하공간 터널과 지하공간 제30권 제4호(통권 제147호)

발행연도: 2020.8

수록면: 359 - 381 (23page)

이용수

📌

연구주제

📖

연구배경

🔬

연구방법

🏆

연구결과

초록· 키워드

오류제보하기

벤토나이트 완충재에서의 열-수리-역학적 복합거동을 예측하기 위해 TOUGH2-MP/FLAC3D 시뮬레이터를 기반으로 개발된 Barcelona basic 모델(BBM) 해석모듈의 현장 적용성을 검토하고자 국제공동연구 DECOVALEX-2019 Task D에 참여하여 스위스 Grimsel Test Site의 현장시험(full-scale engineered barriers experiment, FEBEX) 모델링을 수행하고 현장시험에서 계측된 히터 파워, 온도, 상대습도, 응력, 포화도, 함수율 그리고 건조밀도를 계산 값과 비교하였다. 수치해석을 이용하여 시간에 따른 히터 파워와 온도 변화는 전반적으로 잘 재현되었지만, 히터 1과 히터 2에서의 파워 차이를 계산할 수는 없었으며 이를 개선하기 위해서는 FEBEX 터널 주변에 분포하는 황반암과 시험장치 및 벤토나이트 블록의 설치 공정을 반영할 필요가 있을 것으로 판단된다. 상대습도 변화와 분포 역시 전반적으로 잘 모사되었으나, 수치해석에서 히터 부근에서의 재포화과정이 상대적으로 빠르게 진행된 것으로 보아 수리모델에 대한 일부 수정이 필요할 것으로 보인다. 현장시험에서는 벤토나이트 완충재와 암반 사이에 틈이 존재하지만 수치해석에서는 완벽하게 접촉하고 있는 것으로 가정하였기 때문에 운영 초기의 응력 변화는 다소 차이를 보였지만, 전반적으로 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 해체 이후 측정한 포화도, 함수율, 그리고 건조밀도의 분포 역시 전반적으로 잘 재현되었지만, 건조밀도가 터널 중심과 히터부근에서 조금 크게 계산되어 벤토나이트 블록의 투수계수가 상대적으로 작은 값으로 반영되어 포화도와 함수율이 작게 계산된 것으로 보이며, 이를 개선하기 위해서는 건조밀도에 따른 투수계수 모델에 일부 수정이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과를 토대로 수치모델을 수정하고 추가적인 연구를 수행한다면, 보다 나은 해석 결과와 벤토나이트 완충재에서의 THM 복합거동을 좀 더 현실적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

Within the framework of DECOVALEX-2019 Task D, full-scale engineered barriers experiment (FEBEX) at Grimsel Test Site was numerically simulated to investigate an applicability of implemented Barcelona basic model (BBM) into TOUGH2-MP/FLAC3D simulator, which was developed for the prediction of the coupled thermo-hydro-mechanical behavior of bentonite buffer. And the calculated heater power, temperature, relative humidity, total stress, saturation, water content and dry density were compared with in situ data monitored in the various sections. In general, the calculated heater power and temperature provided a fairly good agreement with experimental observations, however, the difference between power of heater #1 and that of heater #2 could not captured in the numerical analysis. It is necessary to consider lamprophyre with low thermal conductivity around heater #1 and non-simplified installation progresses of bentonite blocks in the tunnel for better modeling results. The evolutions and distributions of relative humidity were well reproduced, but hydraulic model needs to be modified because the re-saturation process was relatively fast near the heaters. In case of stress evolutions due to the thermal and hydraulic expansions, the computed stress was in good agreement with the data. But, the stress is slightly higher than the measured in situ data at the early stage of the operation, because gap between rock mass and bentonite blocks have not been considered in the numerical simulations. The calculated distribution of saturation, water content, and dry density along the radial distance showed good agreement with the observations after the first and final dismantling. The calculated dry density near the center of the FEBEX tunnel and heaters were overestimated compared with the observations. As a result, the saturation and water content were underestimated with the measurements. Therefore, numerical model of permeability is needed to modify for the production of better numerical results. It will be possible to produce the better analysis results and more realistically predict the coupled THM behavior in the bentonite blocks by performing the additional studies and modifying the numerical model based on the results of this study.

#Coupled thermo-hydro-mechanical behavior #FEBEX #Bentonite buffer #TOUGH2-MP/FLAC3D #Barcelona basic model #열-수리-역학적 복합거동 #FEBEX 현장시험 #벤토나이트 완충재

참고문헌 (29)

참고문헌 신청

Alonso, E. E. / 1990 / A constitutive model for partially saturated soils / Geotechnique 40(3):405~430

Bárcena, I / 2003 / Dismantling of heater No. 1 at the FEBEX in situ test

Berg, H. P. / 2013 / Managing Nuclear Projects: A Comprehensive Management Resource / Woodhead Publishing Limited :152~174

Cho, W.J / 2017 / Radioactive Waste Disposal

2004 / CODE BRIGHT, A 3D program for thermo-hydro-mechanical analysis in geological media manual / UPC

함께 읽어보면 좋을 논문

논문 유사도에 따라 DBpia 가 추천하는 논문입니다. 함께 보면 좋을 연관 논문을 확인해보세요!

이 논문의 저자 정보

이창수

소속기관 한국원자력연구원

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학 공학 > 건축공학 > 환경공학

논문수 55 이용수 1,936

이재원

소속기관 한국원자력연구원

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 환경공학 공학 > 컴퓨터학

논문수 55 이용수 4,085

김건영

소속기관 한국원자력연구원

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학 공학 > 건축공학 > 토목공학

논문수 80 이용수 1,584

이 논문과 함께 이용한 논문

MX80 벤토나이트 펠렛의 열-수리-역학적 복합거동 모델링

이창수 , 최희주 , 김건영 터널과 지하공간 2020 .10

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

초록· 키워드

AI 요약

연구주제

연구배경

연구방법

연구결과

주요내용

목차

참고문헌 (29)

함께 읽어보면 좋을 논문

이 논문의 저자 정보

이 논문과 함께 이용한 논문

최근 본 자료

댓글(0)