Abstract
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As an effort for precise measurement of electrical resistivity of a rock or soil sample, basic physical properties of rock samples, such as water content, porosity, and dry density have been measured based on the standard test method suggested by Korean Society for Rock Mechanics and ISRM, and discussed about the temporal variation of resistivity and water content of the rock sample during the measurement. Conventional 4-electrode array can cause errors in resistivity measurement due to the fact that the water in the filter papers infiltrates to the rock samples. Instead, we suggest a 2-electrode array with appropriate load, which can give rather stable results by compensating resultant contact resistance. Keeping the sample in water for several hours is necessary to get fully saturated rock sample, otherwise the air in the pore space cannot be fully replaced by the water. As experiment time elapses, the water on the surface or pore space of the core sample evaporates (decrease of relative water content), which causes severe increase of measured electrical resistivity. For a core sample from deep geothermal well in Pohang, Korea, for example, the resistivity increase 22 times from 205 ohm-m to 4,444 ohm-m, when relative water content decrease from 99.6% to 89.3%, respectively.
실험실내에서 암석 혹은 토양의 전기비저항을 정확히 측정하기 위한 노력의 일환으로 한국암반공학회와 ISRM의 표준 시험법에 근거하여 함수율, 공극율 및 건조밀도를 정확히 측정하고, 포화된 코어 시료를 대상으로 시간에 따른 함수율의 변화와 그에 수반한 전기비저항의 변화에 대하여 고찰하였다. 기존에 사용되던 4전극법을 이용한 측정시 필터의 용액이 코어시료에 스며들어 측정오차를 유발하기 때문에 필터를 사용하지 않고 전극을 시료에 일정한 압력으로 압착하여 측정하고, 접촉저항에 대한 오차를 보정하는 방식을 제안하였다. 또한, 건조된 시료를 바로 수침진공하는 경우는 유효공극을 완전히 포화시키기 어려우며 따라서 수침진공 이전에 코어시료를 물속에 보관하는 것이 반드시 필요하다. 포항 지역의 약 1 km 심도 심부 지열시추공에서 얻어진 코어 시료를 이용하여 시간에 따른 상대함수율의 변화와 전기비저항의 변화를 측정한 결과, 시험편의 전기비저항은 상대함수율이 감소함에 따라서 매우 급격하게 증가한다. 일례로, 시험편 F의 경우 상대함수율 99.6%일 때 전기비저항이 205 ohm-m에서 89.3%일 때 4,444 ohm-m로 약 22배로 증가하였다.
- 김영화, 김기주, 1999, “갑산층 석회암지역에서의 코어물성과 검층물성 비교,” 지질공학, 9, No. 3, pp. 253-265.
- 김영화, 최예권, 1999a, “코어 비저항 측정에 미치는 영향요소에 대한 실험적 고찰,” 지구물리, 2, No. 3, pp. 225-233.
- 김영화, 최예권, 1999b, “코어비저항 측정에 미치는 영향요소에 대한 실험적 고찰(II)-시계열자료의 특성과 대표비저항 값의 결정,” 지구물리, 2, No. 4, pp. 269-276.
- 박미경, 2005, “점토광물의 함유량에 따른 전기비저항 특성에 관한 실험적 연구,” 물리탐사, 8, No. 3, pp. 218-223.
- 박삼규, 2004, “지반의 전기비저항을 좌우하는 물성요인,” 물리탐사, 7, No. 2, pp. 130-135.
- 박삼규, 조성준, 이태종, 이성곤, 이상규, 2007, “전기물성 측정의 국내외 기술 동향,” 한국지구시스템공학회지, 44, No. 6, pp. 593-599.
- 박정빈, 양영근, 김기주, 임현태, 김영화, 2000, “검층물성과 코어물성의 비교와 균열지수,” 대한지질공학회 2000년 정기총회 및 학술발표회 논문집, pp. 221-229.
- 서정희, 양정아, 최지향, 한누리, 남정미, 임보성, 조호범, 2006, 물리탐사 논문 동향 분석 및 데이터 베이스 작성, 서울대학교 연구보고서 400-20060010, 한국지질자원연구원, p. 46.
- 손호웅, 정교철, 2000, 지반조사 및 토질 시험의 결과해석과 적용, 엔지니어즈, 448p.
- 송성호, 김기주, 박삼규, 용환호, 조인기, 2003, “토양 수리 특성에 따른 전기비저항 관계 규명을 위한 실내실험 결과,” 한국지하수토양환경학회 추계학술발표회, 제주대학교, pp. 116-119.
- 송윤호, 이창범, 박덕원, 김형찬, 이철우, 이성곤, 박인화, 이태종, 심병완, 조병욱, 염병우, 이승구, 황세호, 이상규, 이윤수, 김통권, 이진수, 안은영, 윤욱, 김연기, 임현철, 이병대, 서정희, 김희준, 남명진, 양정아, 최지향, 한누리, 남정미, 장한누리, 임보성, 정희룡, 2006,심부 지열에너지 개발 사업, 한국지질자원연구원 연구보고서 OAA2003001-2006(4), 과학기술부, p. 190.
- 오명학, 이주형, 박준범, 김형석, 2001, “불포화 사질토 지반의 지반조건 및 침출수 오염도에 따른 전기비저항의 변화,” 한국지하수토양환경학회 추계학술대회, 전주대학교, pp. 47-50.
- 이상규, 박삼규, 박권규, 성낙훈, 안은영, 이성곤, 이재형, 이태종, 이후인, 조성준, 황세호, 2007, ‘상시가동 전기물성 시험실 구축’을 위한 기획, 한국지질자원연구원, JP2006-023-2007(1), p. 218.
- 이상규, 이태종, 성낙훈, 2008, “전기비저항측정홀더및전기비 저항 측정기,” 대한민국 특허청, 출원번호 10-2008-0003284.
- 이성곤, 황세호, 조성준, 이상규, 2008, “지구물리탐사 논문에 나타난 물성측정 연구 동향 분석,” KIGAM Bulletin, 12, No. 2, pp. 34-49.
- 이태종, 박남윤, 추석연, 이종호, 고성일, 2003, “전기검층과 AMT 탐사자료를 이용한 양산지역의 2차원 투수계수 분포 산출,” 물리탐사, 6, No. 2, pp. 64-70.
- 이태종, 송윤호, 이창범, 박덕원, 김형찬, 조병욱, 이승구, 김통권, 황세호, 윤욱, 이상규, 이철우, 이영민, 이성곤, 박인화, 심병완, 이윤수, 장찬동, 이민정, 김대석, 이준복, 명우호, 2007, 지열수 자원 실용화 기술 개발, 한국지질 자원연구원 연구보고서 GP2007-002-01-2007(1), 과학기술부, p. 161.
- 조성준, 박삼규, 손정술, 방은석, 김영석, 신중호, 2007, “CO2 주입 암석물성 측정 장치 구축 방안,” 한국물리탐사학회･대한 지구물리학회 공동학술대회 논문집, 한국지질자원연구원, pp. 300-303.
- 한정상, 강장신, 한규상, 1987, “충적퇴적층의 전기비저항과 투수량계수와의 상관관계 규명을 위한 수리지구물리학적인 분석,” 대한광산학회지, 24, No. 5, pp. 333-347.
- 한국암반공학회, 2006a, “암석의 공극률 및 밀도 측정 표준시험법,” 터널과 지하공간, 16, No. 2, pp. 95-98.
- 한국암반공학회, 2006b, “암석의 흡수율 및 비중 측정 표준시험법,” 터널과 지하공간, 16, No. 2, pp. 99-100.
- Archie, G. E., 1942, The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir characteristics; Petr. Trans. AIME, 146, pp. 54-62.
- Bertete-Aguirre, H., Berge, P. A., Roberts, J. J., 2003, “A method for using laboratory measurements of electrical and mechanical properties to assist in the interpretation of field data from shallow geophysical measurements,” J. Env. Eng. Geophys., 8, No. 1, pp. 23-29.
- Franklin, J. A. M., Vogler, U. W., Szlavin, J., Edmond, J. M. and Bieniawski, Z. T., 1979, “Suggested methods for determining water content, porosity, density, adsorption and related properties and swelling and slake-durability index properties. In: Brown, E. T., Ed.,” Rock Characterization Testing and Monitoring, ISRM Suggested Methods, Pergamon, Oxford, pp. 81-94.
- Nishimaki, H., Sekine, I., Saito, A., and Yoshinaka, R., 1999, “Electrical resistivity of rock and its correlation to engineering properties,” Butsuri-Tansa, 52, No. 2, pp. 161-171.
- Publisher :The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
- Publisher(Ko) :한국자원공학회
- Journal Title :Journal of the Korean Society for Geosystem Engineering
- Journal Title(Ko) :한국지구시스템공학회지
- Volume : 45
- No :5
- Pages :526-535
Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
