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수압파쇄법을 이용한 OO 원유비축시설 내 수벽 터널에서의 초기응력 측정
In-situ Rock Stress Measurement at the Water Tunnel Sites in the OO Oil Storage Facility with Hydraulic Fracturing Method

배성호   ((주)지오제니 컨설턴트CC0038378  ); 김재민   ((주)지오제니 컨설턴트 지반사업부CC0038378  ); 김장순   ((주)지오제니 컨설턴트 지반사업부CC0038378  ); 이영호   (SK건설 (주) Geotask팀CC0082431  );
  • 초록

    암반 내 작용하는 초기응력이 지하 암반 구조물의 안정성에 미치는 영향은 시공 심도가 깊어지고 단면 규모가 커질수록 증가하게 된다. 일반적으로 초기응력 측정은 암반 구조물의 설계단계에서 시공 예상지역 내 지표 수직공을 이용하여 수압파쇄법에 의해 이루어져 왔다. 그러나 조사단계에서 초기응력 측정이 이루어지지 않았거나 지형, 지질 특성상 과지압의 가능성이 있거나 또는 조사 과정에서 높은 수준의 초기응력장 분포가 확인된 지역에서는 시공의 안정성과 기존 설계의 적합성을 확인하기 위해서는 시공 현장의 지하 공간에서 상세 초기응력 측정을 수행하는 것이 바람직하다. 본 논문의 연구지역은 전라남도 OO시 남동부에 위치한 추가 석유 비축기지 건설현장으로 설계 전 상세 지반조사를 통해 측압계수 3.0 이상의 값을 가지는 과잉 수평응력장이 관찰된 지역이다. 본 연구에서는 비축기지 지하 건설 현장 내 굴착된 수벽터널용 공동에서 시추된 2개의 시험공에서 수압파쇄법에 의한 초기응력 측정을 시행하였다. 조사 범위는 지표로부터 약 $180m{\times}300m$ 심도구간이며 균열 조사에는 초음파 주사검층법을 적용하였다. 지표로부터 심도 200m 이상인 일부 조사 구간에서 측압계수 2.50 이상의 값을 가지는 큰 수평응력 성분들이 관찰되었고 전반적인 시험 결과는 설계 전 단계에서 수행된 조사 결과와 매우 유사한 양상을 나타내었다.


    The influence of in-situ rock stress on the stability of an underground rock structure increases as the construction depth become deeper and the scale of a rock structure become larger. In general, hydraulic fracturing stress measurement has been performed in the surface boreholes of the target area at the design stage of an underground structure. However, for some areas where the high horizontal stresses were observed or where the overstressed conditions caused by topographical and geological factors are expected, it is desirable to conduct additional in-situ stress measurement in the underground construction site to obtain more detailed stress information for ensuring the stability of a rock structure and the propriety of current design. The study area was a construction site for the additional underground oil storage facility located in the south-east part of OO city, Jeollanam-do. Previous detailed site investigation prior to the design of underground structures revealed that the excessive horizontal stress field with the horizontal stress ratio(K) greater than 3.0 was observed in the construction area. In this study, a total of 13 hydraulic fracturing stress measurements was conducted in two boreholes drill from the two water tunnel sites in the study area. The investigation zone was from 180 m to 300 m in depth from the surface and all of the fracture tracing works were carried out by acoustic televiewer scanning. For some testing intervals at more than 200 m ind depth from surface, the high horizontal stress components the horizontal stress ratio(K) greater than 2.50 were observed. And the overall investigation results showed a good agreement with the previously performed test.


  • 주제어

    암반 초기응력 .   상세 지반조사 .   수압파쇄시험 .   지하 원유비축.  

  • 참고문헌 (5)

    1. Haimson, B.C., 1996, 'Can inclined exploratory boreholes be used for in-situ stress measurements? A review of three case histories', Proc. of Eurock 96, pp.403-409 
    2. Kaiser, P.K., Diederichs, M.S., Martin, C.D., Steiner, W., 2000, Underground works in hard rock tunnelling and mining, Proceedings of GeoEng2000, Melbourne, Australia, November 19-24, pp.841-926 
    3. 배성호, 2005, 수압파쇄법에 의해 측정된 국내 초기응력의 지체구조구별 분포 특성에 관한 연구, 공학박사학위논문, 서울대학교 대학원 
    4. 배성호, 전석원, 김학수, 김재민, 2005, 수압파쇄법에 의한 국내 과잉 수평응력 분포 특성에 관한 연구, 한국지반공학회지, Vol.21, No.5, pp.103-110     
    5. 최성웅, 신희순, 박찬, 신중호, 배정식, 이형원, 박종인, 전한석 1999, 유류비축기지 설계를 위한 대심도 경사공에서의 수압파쇄 초기응력 해석, 한국지반공학회지, Vol.15, No.4, pp.185-205 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Jang, Hyun-Sic ; Choe, Mi-Mi ; Bae, Dae-Seok ; Kim, Geon-Young ; Jang, Bo-An 2015. "Prediction of Brittle Failure within Mesozoic Granite of the Daejeon Region" 지질공학 = The journal of engineering geology, 25(3): 357~368     

 저자의 다른 논문

  • 배성호 (8)

    1. 2001 "파괴역학모델은 이용한 수압파쇄시험 결과의 해석에 관한 연구" 터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space 11 (3): 237~247    
    2. 2002 "수압파쇄시험에 의한 산악지역에서의 현지 암반 초기응력 측정 및 분포특성 연구" 터널기술 : 한국터널공학회논문집 4 (1): 57~70    
    3. 2003 "서울 중심부 편마암 분포지역 저심도 구간의 암반 초기응력 분포특성 연구" 터널기술 : 한국터널공학회논문집 5 (2): 147~159    
    4. 2005 "수압파쇄법에 의한 국내 과잉 수평응력 분포 특성에 관한 연구" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society 21 (5): 103~110    
    5. 2005 "축소 모형시험과 개별 요소 해석에 의한 원형 공동 주변의 점진적 취성파괴 특성에 관한 연구" 터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space 15 (4): 250~263    
    6. 2005 "현장 측정에 의한 춘천-양구 산악지역 내 수평응력 분포와 취성파괴 가능성에 관한 연구" 터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space 15 (2): 157~167    
    7. 2006 "시간에 따른 강도변화를 고려한 암반사면의 풍화민감특성 분석" 터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space 16 (2): 109~134    
    8. 2007 "모형시험과 개별요소법을 이용한 단면 형상에 따른 공동 주변 취성파괴에 관한 연구" 터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space 17 (5): 389~410    
  • 김장순 (2)

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