MX-80 벤토나이트의 팽윤 및 기계적 침식

전문가 제언

○ 본 연구에서는 압축 벤토나이트 MX-80의 팽윤 및 기계적 침식 복합공정의 시뮬레이션 방법을 제안하였다. 물-토양 계면의 질량손실을 수리 임계 전단응력이 영인 경우를 가정하여 침식모델을 단순화시켰다. 벤토나이트 변위를 설명하기 위해 Barcelona Expansive Model을 사용하여 이중-기공 수식화를 하였다. 또한 응집 파괴와 팽윤에 의해 일어나는 거시구조 기공의 증가를 기술하는데 상태 평면을 도입하였다.

 

○ 침식 모델에 관련된 상태변수로서 미시구조의 공극비 em, 거시구조의 유체 압력 PL, 전체 공극율 e 및 점토골격 변위 U를 수식화하고 이들 변수를 결정하기 위해 평형방정식에 의해 정의된 경계 값 문제, 벤토나이트 물질수지 방정식 및 거시-및 미시-구조의 물질수지 방정식을 해석하여야 한다. 이들 다중 물리 편미분 방정식은 Comsol Multiphysics(CM)-mixed 방법, Deformed Geometry 및 Lagrangian formulation을 혼합하여 CM에서 시뮬레이션 하였다.

 

○ 제안된 방법으로 MX-80 벤토나이트의 다양한 핀홀 실험 결과를 시뮬레이션 하여 이들의 신뢰성을 확인하였다. 실험적 검증이 더 필요하지만 이 모델이 MX-80 벤토나이트의 팽윤과 침식의 복합공정을 시뮬레이션 하기 위한 유용한 시발점임을 얻어진 결과에서 알 수 있었다.

 

○ 한국에서는 고준위 폐기물 처분 연구에서 인공방벽에 사용되는 벤토나이트의 밀봉 특성 중에서 파이핑 채널 등으로 벤토나이트가 침식되어 유실되는 연구가 아직 없고 또 팽윤과 기계적 침식의 복합공정에 대한 실험 및 해석은 연구되지 않고 있는 것으로 알고 있다.

 

○ 이 연구는 핀홀 실험에서 얻은 데이터를 모델링하여 수식화 하고 수치 해석을 하여 얻은 결과를 확인함으로서 인공방벽에서의 벤토나이트 유실을 예측할 수 있게 하였다. 그래서 이런 접근 방법론을 검토 분석 함으로서 짧은 시간에 인공방벽에서의 침식에 의한 벤토나이트 유실을 예측할 수 있는 기술을 확보할 수 있으리라 판단된다.

저자

Vicente Navarro, Laura Asensio, Angel Yustres, Gema De la Morena, Xavier Pintado

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

202()

잡지명

Engineering Geology

과학기술
표준분류

에너지

페이지

99~113

분석자

박*화

분석물

• MX-80 벤토나이트의 팽윤 및 기계적 침식.pdf [523,640 byte]

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