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KURT 부지 암반 초기응력 특성 규명

In situ stress estimation in KURT site
지질학회지 제53권 제5호, 2017.10, 689-701 (13 pages)
DOI :10.14770/jgsk.2017.53.5.689
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초록
KURT (Korea Atomic Energy Research Institute Underground Research Tunnel) 부지 내 굴착된 시추공에서 수압파쇄시험 및 공내 영상검층을 수행하여 연구 지역 암반의 초기응력 상태를 분석하였다. 일련의 시추공현장 시험 결과에서 관찰한 수압파쇄 인장균열 및 시추공 공벽파괴의 방향성은 연구 지역에 동서 방향의 최대 수평주응력(SHmax)이 작용하고 있음을 지시한다. 최소수평주응력(Shmin)의 크기는 수압파쇄시험에서 얻어진 시간-압력 곡선을 분석해 규명하였고, SHmax의 크기는 영상검층에서 관찰된 공벽파괴와 암반 물성의 관계를 이용해 추정하였다. 연구 지역에서 상재하중으로 계산한 연직응력(Sv)은 깊이에 따라 최소주응력에서 중간주응력으로 변하는 경향을 보이며, 이는 KURT 부지가 역단층(Sv < Shmin < SHmax) 또는 주향이동단층(Shmin < Sv < SHmax) 운동에 유리한 응력 체계(stress regime) 하에 있음을 지시한다. 본 연구의 응력 측정 결과는 기존에 연구된 한반도 지역 지각 응력 특성들과 일치한다.

We conducted hydraulic fracturing (HF) tests and borehole image logging, to investigate in situ stress state at KURT (Korea Atomic Energy Research Institute Underground Research Tunnel) site, Daejeon, Korea. The HF tensile fractures and drilling induced borehole wall failures, observed from borehole images, consistently indicated the E-W orienting maximum horizontal principal stress (SHmax). The magnitudes of the minimum horizontal principal stress (Shmin) were determined using the pressure-time curves recorded during HF tests and those of SHmax using the relationship between logged borehole wall failure and rock strength. The vertical stress (Sv), calculated from overburden weight of rocks, was either the minimum or the intermediate principal stress depending on depths. It indicates that the stress regime in KURT site is variable between thrust faulting (Sv < Shmin < SHmax) and strike-slip faulting (Shmin < Sv < SHmax) regimes. Our stress estimation results agree with the regional scale crustal stress pattern in Korean Peninsula reported from the previous studies.

목차
요약
ABSTRACT
1. 서론
2. 연구 지역 지질 및 시추공
3. 초기응력 방향
4. 응력 크기 규명
5. KURT 부지 암반 응력장
6. 결론
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