Using a Borehole Stability Device for Hydraulic Testing in Unconsolidated Alluvium
공벽 유지장치를 이용한 미고결 충적층의 수리특성 평가

Kyoung-Sik Won, Chunsoo Kim, Soo-Yong Chae, Dong-Min Shin
2016 The Journal of Engineering Geology  
충적 대수층의 수리지질특성 시험을 위한 충적층 공벽 유지장치를 개발하여 변수위법 투수시험(Falling Head Test) 및 순간 충격시험(Slug Test)을 수행하였다. 모래, 자갈을 비롯한 실트층이 주를 이루는 국내 충적층 수리시험은 시험구간의 공벽유지와 시험 중 토사층의 공벽붕괴가 지속적으로 발생하여 투수시험과 순간충격시험 등의 수리시험 수행에 많은 어려움을 겪고 있다. 이에 본 연구는 개공율이 안정적인 필터가 장착된 공벽 유지장치를 시험공에 삽입하여 시험구간 공벽붕괴를 최소화하고 시험 시 정확한 단위면적의 산출로 토사층에서의 수리시험 신뢰성을 증대하고자 하였다. 연구결과 기존의 변수위법 투수시험에 의한 투수계수는 8.82 × 10 −5 m/sec로 산출되었으며, 동일한 지층, 심도, 시간적인 조건에서 상기 공벽 유지장치 설치 후 투수시험 결 과는 4.00 × 10 −4 m/sec로 나타나 최대 4.5배 가량의 투수계수 증가현상을 보인다. 이는 시추굴진 중 발생된 세립질의
more » ... 이는 시추굴진 중 발생된 세립질의 슬라임이 투수시험 시 시험구간에 피복 또는 충전되어 토사층의 투수성을 저하시키고 시험구간 형성과정에서 최초 원기둥 형태의 시험 공벽이 점진적인 붕괴로 인해 토사로 충전되고 시험구간 면적감소에 기인한 현상으로 판단된다. 본 연구는 미고결 충적층의 공 벽 유지장치를 현장에 적용하여 시험구간 굴진 시 발생되는 점착력이 낮은 모래, 자갈층의 공벽붕괴에 따른 시험면적 변화가 투수성에 미치는 영향을 평가한 연구로써, 충적 대수층 수리특성 평가의 신뢰성 및 적용성 개선을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 주요어: 충적 대수층, 수리지질특성 시험, 공벽붕괴, 공벽 유지장치 Hydraulic falling head and slug tests were carried out in an alluvium aquifer using a borehole stability device. The hydraulic testing had proved difficult in alluvial formations of sands and gravels due to borehole collapse and unstable borehole walls within the test section. This study aims to improve the hydraulic test results by using a borehole stability device. The device can minimize the collapse of borehole walls, and the use of a filter with a constant opening ratio improves the calculations per unit area of the test section. Permeability obtained from the falling head test without a borehole stability device was 8.82 × 10 −5 m/sec. When the borehole stability device was installed in the same test section the measured permeability increased to 4.00 × 10 −4 m/sec, which is 4.5 times that obtained without the borehole device. The relatively low permeability obtained using the conventional test method is attributed to the presence of a fine-grained slime generated during drilling and a reduction of the test area in the test interval due to a gradual collapse of the borehole walls. This study considers how the use of a borehole stability device to prevent borehole collapse can influence the results of hydraulic tests in alluvial formations. It is expected that the results can be used as a basis for improving the reliability and applicability of hydraulic tests performed in alluvial aquifers.
doi:10.9720/kseg.2016.1.15 fatcat:dezzkhyenbhszdomxk4ln3xvqa