KR100898230B1 - 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치 - Google Patents

고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치 Download PDF

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이재완
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Abstract

본 발명은 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치에 관한 것으로, 그 목적은 고준위방사성폐기물 처분시스템에서 완충재로 사용되는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도를 단기간에 용이하고 정확하게 측정할 수 있는 측정장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 유로를 통해 가압저수탱크(C2)의 하부로 공급되는 물을 저장하고 있는 물저장탱크(C3)와; 유로를 통해 가압저수탱크(C2)의 상부로 공급되는 기체를 저장하고 있는 기체 봄베(C4)와; 물저장탱크(C3)로부터 공급된 물에 기체 봄베(C4)로부터 공급된 기체가 공급되어 가압된 물이 저장되는 가압저수탱크(C2)와; 유로를 통해 가압저수탱크(C2)로부터 가압된 물을 공급받고, 수리전도도를 측정하고자 하는 팽윤성 점토시편을 장착한 수리전도도셀(C1)과; 유로를 통해 수리전도도셀(C1)의 상부쪽과 연결되어 수리전도도셀을 투과한 물을 채집하는 채집병(C11)과; 기체 봄베(C4)와 가압저수탱크(C2) 사이의 유로에 설치되어 가압저수탱크(C2)에 공급되는 기체의 압력을 조절하는 압력조절기(regulator, C5)와; 가압저수탱크(C2)와 수리전도도셀(C1) 사이의 유로에 설치되어 수리전도도셀(C1)에 공급되는 수압을 조절하는 미세압력 조절기(C9)와; 기체 봄베(C4)와 가압저수탱크(C2) 사이의 유로에 설치되어 유로를 대기 또는 기체 봄베쪽으로 개방하는 삼방향밸브(three-way valve, C6)와; 물저장탱크(C3), 가압저수탱크(C2) 및 수리전도도셀(C1) 사이의 유로에 설치되어 유로를 물저장탱크(C3) 또는 수리전도도셀(C1)쪽으 로 개방하는 삼방향밸브(three-way valve, C8)와; 가압저수탱크(C2)에 공급되는 기체의 유로상에 설치되어 기체 봄베의 압력을 측정하는 압력계(C7)와; 수리전도도셀(C1)에 공급되는 가압된 물의 유로상에 설치되어 물의 압력을 측정하는 압력계(C10)와; 상기 물저장탱크(C3), 기체 봄베(C4), 가압저수탱크(C2), 수리전도도셀(C1) 및 채집병(C11)간을 연결하는 유로상에 설치된 다수개의 밸브(V1~V6)로 구성된 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치를 그 기술적 사상의 특징으로 한다.
수리전도도, 헬륨기체봄베, 가압저수탱크,수리전도도셀,삼방향밸브

Description

고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치{Measuring system for the hydraulic conductivity of a swelling clay with high density}
본 발명은 고준위방사성폐기물 처분시스템의 완충재로 사용되는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 시스템에 관한 것으로, 자세하게는 지하 수 백 미터 깊이의 심부에 건설되는 고준위방사성폐기물처분장에서 고밀도 팽윤성 점토 완충재가 의도된 차수 및 방사성핵종의 누출 저지성능을 갖는지 여부를 평가하는 수리전도도 측정 장치에 관한 것이다.
채취된 토양시료의 수리전도도를 측정법으로는 한국공업규격에 정수위시험법(constant head test)과 변수위시험법(falling head test)이 있고, 현장에서 사용되는 지반의 투수계수 측정법으로는 전기삼투 이용 측정법(등록번호 10-0158295-0000)과 관정의 물을 펌핑하여 측정하는 방법(등록번호 10-0382359-0000)이 제안되어 있다.
그러나 이러한 기존의 측정방법들은 수리전도도가 비교적 높은 토양시료 또는 토양지반에 적용하기 위한 기술로서 시료의 수리전도도가 매우 낮은 경우에는 적용이 불가능하고, 설사 적용한다하더라도 측정에 소요되는 시간이 너무 길어, 측정 시 물의 증발 또는 장치사이에서 발생하는 누수 등으로 인해 오차가 크다.
따라서, 지하 수 백 미터 깊이의 심부에 건설되는 고준위방사성폐기물처분장에서 고밀도 팽윤성 점토 완충재가 의도된 차수 및 방사성핵종의 누출 저지성능을 갖는지 여부를 평가하는 새로운 수리전도도 측정 장치에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
고준위방사성폐기물 처분시스템에서 사용되는 완충재는 매질을 통한 물질의 이동이 이류(advection)가 아니라 확산(diffusion)에 의해 지배되도록, 팽윤성이 높은 점토인 벤토나이트(bentonite)를 고밀도(건조밀도≥14 g/.cm3)로 압축시켜 사용하므로, 수리전도도가 매우 낮아 (<10-10 m/s), 기존의 방법으로는 측정할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서 이러한 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도를 측정할 수 있는 새로운 방법의 개발이 요구되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고준위방사성폐기물 처분시스템에서 완충재로 사용되는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도를 단기간에 용이하고 정확하게 측정할 수 있는 측정장치를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 유로를 통해 가압저수탱크의 하부로 공급되는 물을 저장하고 있는 물저장탱크와;
유로를 통해 가압저수탱크의 상부로 공급되는 기체를 저장하고 있는 기체 봄베와;
물저장탱크로부터 공급된 물에 기체 봄베로부터 공급된 기체가 공급되어 가압된 물이 저장되는 가압저수탱크와;
유로를 통해 가압저수탱크로부터 가압된 물을 공급받고, 수리전도도를 측정하고자 하는 팽윤성 점토시편을 장착한 수리전도도셀과;
유로를 통해 수리전도도셀의 상부쪽과 연결되어 수리전도도셀을 투과한 물을 채집하는 채집병과;
기체 봄베와 가압저수탱크 사이의 유로에 설치되어 가압저수탱크에 공급되는 기체의 압력을 조절하는 압력조절기와;
가압저수탱크와 수리전도도셀 사이의 유로에 설치되어 수리전도도셀에 공급되는 수압을 조절하는 미세압력 조절기와;
기체 봄베와 가압저수탱크 사이의 유로에 설치되어 유로를 대기 또는 기체 봄베쪽으로 개방하는 삼방향밸브와;
물저장탱크, 가압저수탱크 및 수리전도도셀 사이의 유로에 설치되어 유로를 물저장탱크 또는 수리전도도셀쪽으로 개방하는 삼방향밸브와;
가압저수탱크에 공급되는 기체의 유로상에 설치되어 기체 봄베의 압력을 측정하는 압력계와;
수리전도도셀에 공급되는 가압된 물의 유로상에 설치되어 물의 압력을 측정하는 압력계와;
상기 물저장탱크, 기체 봄베, 가압저수탱크, 수리전도도셀 및 채집병 간을 연결하는 유로상에 설치된 다수개의 밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치를 제공함으로써 달성된다.
상기에서 팽윤성 점토시편을 장착한 수리전도도셀에 공급되는 가압저수탱크로부터의 수압은 20 kgf/cm2 이하로 물을 공급하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기에서 팽윤성 점토시편을 장착한 수리전도도셀에 공급되는 가압저수탱크로부터의 수압은 벤토나이트 시편의 건조밀도가 1.4 g/cm3∼1.8 g/cm3인 경우 9∼20 kgf/cm2의 비율로 물을 공급하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기에서 수리전도도셀은 수리전도도 측정 대상 시료를 넣은 내경 50 mm의 환형 시편 실린더의 양단에 금속필터가 장착된 플랜지 캡을 씌운후 지지대(restraining ram)를 이용해서 단단히 고정시키고, 각 구성의 연결부에는 다수개의 오링을 설치하여 각 구성간의 누수를 막도록 구성하고, 플랜지 캡의 상부방향에는 시료투과수 유출관이 형성되어 구성된 것을 특징으로 한다.
상기에서 수리전도도셀의 시료투과수 유출관과 채집병 사이의 연결 부분은 파라필름(parafilm)으로 밀폐시켜 구성한 것을 특징으로 한다.
상기에서 가압저수탱크는 하부에 삼방향밸브(three-way valve) 및 니들 밸브를 설치하여 가압저수탱크의 덮개를 열지 않고 물을 공급하도록 구성한 것을 특징 으로 한다.
상기에서 기체는 수용성이 낮은 기체인 것을 특징으로 한다.
상기에서 기체는 수용성이 낮은 헬륨기체인 것을 특징으로 한다.
상기에서 수리전도도셀 및 채집병 그리고 밸브들은 다수개 시편을 동시에 측정하도록 병렬로 2개 이상 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 고준위방사성폐기물 처분시스템의 완충재로 사용되는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도를 정확히 측정함으로써 지하 수 백 미터 깊이의 심부에 건설되는 고준위방사성폐기물처분장에서 완충재가 의도된 차수 및 방사성핵종의 누출 저지성능을 갖는지 여부를 평가할 수 있다는 장점과,
고준위방사성폐기물 처분시스템 완충재로 사용되는 고밀도 벤토나이트의 수리전도도 측정 뿐 만 아니라 다른 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정에도 사용될 수 있는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
본 발명은 기존의 방법으로 측정이 곤란한 매우 낮은 수리전도도를 가진 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정을 위해 중력 수두(gravity head) 대신에 스테인레스강 재질 원통형 압력용기인 가압저수탱크에 물을 채우고, 상부에 정압 헬륨 기체를 이용하여 가압하는 수정 정수위시험법을 발명하였다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정시스템 구성도이고, 도 2는 본 발명 주요 부분인 수리전도도셀(hydraulic conductivity cell)의 상세 설계도이고, 도 3은 본 발명의 수리전도도셀을 구성하는 플랜지 캡의 평면도 및 단면도이고, 도 4는 본 발명의 수리전도도셀을 구성하는 환형 시편 실린더의 평면도 및 단면도이고, 도 5는 본 발명의 수리전도도셀을 구성하는 다공지지판의 평면도 및 단면도이다.
이하 설명에서 기체는 헬륨기체로 설명하지만, 수용성이 낮은 기체이면 족하다. 예를 들어 질소와 같은 불활성 가스도 사용될 수 있다. 단지 바람직하게는 질소보다 수용성이 낮은 헬륨기체가 바람직하다.
본 발명의 장치 구성은 도시된 바와 같이 유로를 통해 가압저수탱크(C2)의 하부로 공급되는 물을 저장하고 있는 물저장탱크(C3)와; 유로를 통해 가압저수탱크(C2)의 상부로 공급되는 헬륨기체를 저장하고 있는 헬륨기체 봄베(C4)와; 물저장탱크(C3)로부터 공급된 물에 헬륨기체 봄베(C4)로부터 공급된 헬륨기체가 공급되어 가압된 물이 저장되는 가압저수탱크(C2)와; 유로를 통해 가압저수탱크(C2)로부터 가압된 물을 공급받고, 수리전도도를 측정하고자 하는 팽윤성 점토시편을 장착한 수리전도도셀(C1)과; 유로를 통해 수리전도도셀(C1)의 상부쪽과 연결되어 수리전도 도셀을 투과한 물을 채집하는 채집병(C11)과; 헬륨기체 봄베(C4)와 가압저수탱크(C2) 사이의 유로에 설치되어 가압저수탱크(C2)에 공급되는 헬륨기체의 압력을 조절하는 압력조절기(regulator, C5)와; 가압저수탱크(C2)와 수리전도도셀(C1) 사이의 유로에 설치되어 수리전도도셀(C1)에 공급되는 수압을 조절하는 미세압력 조절기(C9)와; 헬륨기체 봄베(C4)와 가압저수탱크(C2) 사이의 유로에 설치되어 유로를 대기 또는 헬륨기체 봄베쪽으로 개방하는 삼방향밸브(three-way valve, C6)와; 물저장탱크(C3), 가압저수탱크(C2) 및 수리전도도셀(C1) 사이의 유로에 설치되어 유로를 물저장탱크(C3) 또는 수리전도도셀(C1)쪽으로 개방하는 삼방향밸브(three-way valve, C8)와; 가압저수탱크(C2)에 공급되는 헬륨기체의 유로상에 설치되어 헬륨기체 봄베의 압력을 측정하는 압력계(C7)와; 수리전도도셀(C1)에 공급되는 가압된 물의 유로상에 설치되어 물의 압력을 측정하는 압력계(C10)와; 상기 물저장탱크(C3), 헬륨기체 봄베(C4), 가압저수탱크(C2), 수리전도도셀(C1) 및 채집병(C11)간을 연결하는 유로상에 설치된 다수개의 밸브(V1~V6)로 구성되어 전체 측정 시스템을 이루게 된다.
상기와 같이 구성된 수리전도도 측정시스템은 수리전도도를 측정하고자 하는 팽윤성 점토시편을 장착한 수리전도도셀(C1)에 수압 ∼20 kgf/cm2 로 물을 공급하도록 설계되었으며, 벤토나이트 시편의 건조밀도가 1.4 g/cm3∼1.8 g/cm3인 경우 가하 는 수압은 9∼20 kgf/cm2로 시편의 건조밀도가 높을수록 가하는 수압이 커지게 된다.
상기 수리전도도셀(C1)은 도 2 내지 5에 도시된 바와 같이 수리전도도 측정 대상 시료를 넣은 내경 50 mm의 환형 시편 실린더(3)의 상하단에 각각 금속필터(7) 및 다공지지판(4)이 장착된 플랜지 캡(2)을 씌우고 지지대(restraining ram)를 이용해서 단단히 고정시킨 구성이다.
또한 각 구성의 연결부에는 다수개의 오링(5, 6)을 설치하여 각 구성간의 누수를 막도록 구성하였다. 도면상에서는 2개를 예시하였지만 검정색 점 부분들은 모두 오링을 나타낸다.
또한 플랜지 캡(2)의 상부방향에는 시료투과수 유출관(1)이 형성된다.
상기 플랜지캡, 환형시편실린더 및 다공지지판의 재질은 스텐레스 강을 사용하여 녹이 슬지 않도록 한다.
상기 수리전도도셀(C1)을 투과한 물의 양이 매우 작으므로, 측정 중 증발에 의한 손실을 막기 위해 수리전도도셀(C1)의 시료투과수 유출관(1)과 투과한 물의 채집병(C11) 사이의 연결부분은 파라필름(parafilm)으로 밀폐시켜 구성한다.
상기와 같은 본 발명의 구성은 가압저수탱크(C2)의 하부에 삼방향밸 브(three-way valve) 및 니들 밸브(V3)를 설치함으로써 가압저수탱크(C2)의 덮개를 열지 않고도, 물저장탱크(C2)로부터 가압저수탱크에 물을 공급하고, 질소보다 수용성이 낮은 헬륨기체로 물을 가압하여, 정해진 차압으로 수리전도도셀에 물을 공급하게 된다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 수리전도도 측정방법은 다음과 같다.
수리전도도를 측정하고자 하는 팽윤성 점토시편을 장착한 수리전도도셀(C1)에 수압 ∼20 kgf/cm2 로 물을 공급하도록 하되, 벤토나이트 시편의 건조밀도가 1.4 g/cm3∼1.8 g/cm3인 경우 가하는 수압은 9∼20 kgf/cm2로 시편의 건조밀도가 높을수록 가하는 수압이 커지게 한다.
구체적으로 살펴보면 가압저수탱크(C2)에서 삼방향밸브(three-way valve, C6)를 대기 중으로 개방한 후, 삼방향밸브(three-way valve, C8)을 물 공급탱크(C3) 쪽으로 개방하여 가압저수탱크(C2)에 물을 공급한다.
가압저수탱크(C2)에 물이 가득차면 삼방향밸브(three way valve, C6)을 헬륨기체 봄베(C4) 쪽으로 하고, 밸브(V1)을 연 후, 헬륨기체 봄베(C4)의 압력조절기(regulator, C5)를 조작하여 헬륨기체를 가압저수탱크(C2) 상부에 공급한다.
이후 삼방향밸브(three-way valve, C8)를 수리전도도셀(C1) 쪽으로 하고 배수 밸브(V4)를 개방한다. 이때 가압저수탱크(C2) 측면에 설치된 수위계(level gauge - 도시생략)로 확인하면서 가압저수탱크(C2)의 물을 1/3 정도 배수시키고, 가압저수탱크(C2) 상단 부분을 헬륨 가스로 충전시킨다.
압력계(C7)로 확인하면서 헬륨기체 봄베의 압력조절기(regulator, C5)를 조절하여, 가압저수탱크(C2) 수면 상부의 헬륨기체의 압력이 원하는 압력이 되도록 가압저수탱크(C2) 속의 물을 가압시킨다. 압력계(C10)를 확인하면서 미세압력 조절기(C9)를 조절하여, 수리전도도셀(C1)에 공급되는 수압이 정확한 값이 되도록 한다. 이 때 수압은 수리전도도셀(C1) 상하 양단에 차압(differential pressure)이 시편의 건조밀도에 따라 9∼20 kgf/cm2이 되도록 조절한다. 가압된 물은 다수개의 수리전도도셀(C1) 하부에서 상부로 흐르게 되며 시편을 투과한 물은 다수개의 채집병(C11)에 모이며, 물의 양의 양은 무게를 측정하여 얻는다. 이때 투과된 물의 양이 매우 작으므로, 측정 중 증발에 의한 손실을 막기 위해 물의 유출관과 투과한 물의 채집병 사이의 연결부분은 파라필름(parafilm)으로 밀폐시킨다.
상기에서 수리전도도셀(C1) 및 채집병(C11)을 병렬로 다수개 구성한 이유는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정에는 장시간이 소요되므로, 여러개의 시편 측정에 따른 동시에 측정하여 측정시간을 단축하기 위함이다. 도 1에서는 예시적으로 3개 시편의 수리전도도를 동시에 측정할 수 있도록 한 측정장치에 동일한 수리 전도도셀과 채집병을 3개씩 장착하여 수리전도도를 측정하였다.
상기와 같은 구성에 따라 측정한 후 측정된 결과로부터 수리전도도 계산하는 방법은 다음과 같다.
측정시간 경과에 대한 시편을 투과한 물의 누적량을 그래프에 그린다. 경과시간-누적량의 관계가 직선이 되었을 때, 그 기울기로부터 주어진 수리구배(hydraulic gradient)에서의 단위시간당 유량을 구한다. 위에서 얻어진 단위시간당 유량과, 수리경사를 이용하여, Darcy의 법칙, K = Q/Ai 로부터 수리전도도를 구한다. 여기서 K는 수리전도도(hydraulic conductivity.), Q는 유량(volumetric flow rate), A는 시편의 단면적, i는 수리구배 (hydraulic gradient)이다.
도 6 및 7은 본 발명 장치 구성에 따른 고밀도 팽윤성 점토를 투과하는 물의 누적량을 측정그래프인데, 도시된 바와 같이 독특한 구조의 수리전도도셀과 가압수 공급시스템을 함께 결합한 본 발명은 고밀도 팽윤성 점토를 투과하는 물의 누적량을 측정하여 수리전도도를 결정하게 된다. 따라서 기존의 측정 장치로는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도를 측정하는 것이 불가능하다는 문제점. 즉, 수리전도도가 매우 낮아, 1년을 기다려도 고밀도 팽윤성 점토 시편을 투과하는 물이 관측되지 않고, 비록 물론 눈에 보이지 않는 미량의 물이 시편을 투과할 수도 있어도, 시편 표면에서 증발되어 관측되지 않아 측정할 수 없다는 구조적인 문제점이 해결되게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정시스템 구성도이고,
도 2는 본 발명 주요 부분인 수리전도도셀(hydraulic conductivity cell)의 상세 설계도이고,
도 3은 본 발명의 수리전도도셀을 구성하는 플랜지 캡의 평면도 및 단면도이고,
도 4는 본 발명의 수리전도도셀을 구성하는 환형 시편 실린더의 평면도 및 단면도이고,
도 5는 본 발명의 수리전도도셀을 구성하는 다공지지판의 평면도 및 단면도이고,
도 6, 7은 본 발명 장치 구성을 사용한 시편을 투과한 물의 누적량 측정 결과 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(C1) : 수리전도도셀(hydraulic conductivity cell)
(C2) : 가압저수탱크(pressurized water tank)
(C3) : 물 저장탱크(water reservoir)
(C4) : 헬륨 기체 봄베(He gas bombe)
(C5) : 압력조절기(regulator)
(C6) : 삼방향향밸브(three way valve)
(C7) : 압력계(pressure gauge)
(C8) : 삼방향향밸브(three way valve)
(C9) : 미세 압력조절기(pressure regulating valve)
(C10) : 압력계(pressure gauge)
(C11) : 채집병(collection bottle)
(V1∼V6) : 밸브(valves)
(1) : 시료 투과수 유출관(outlet of penetrated water)
(2) : 플랜지 캡(flange cap)
(3) : 환형 시편 실린더(sample cylinder)
(4) : 다공지지판(perforated support plate)
(5, 6) : 고무 오링(rubber O-ring)
(7) : 금속 필터(metal filter)
(8) : 지지대 홀(restraining ram hole)

Claims (9)

  1. 유로를 통해 가압저수탱크(C2)의 하부로 공급되는 물을 저장하고 있는 물저장탱크(C3)와;
    유로를 통해 가압저수탱크(C2)의 상부로 공급되는 기체를 저장하고 있는 기체 봄베(C4)와;
    물저장탱크(C3)로부터 공급된 물에 기체 봄베(C4)로부터 공급된 기체가 공급되어 가압된 물이 저장되는 가압저수탱크(C2)와;
    유로를 통해 가압저수탱크(C2)로부터 가압된 물을 공급받고, 수리전도도를 측정하고자 하는 고밀도 팽윤성 점토시편을 장착한 수리전도도셀(C1)과;
    유로를 통해 수리전도도셀(C1)의 상부쪽과 연결되어 수리전도도셀을 투과한 물을 채집하는 채집병(C11)과;
    기체 봄베(C4)와 가압저수탱크(C2) 사이의 유로에 설치되어 가압저수탱크(C2)에 공급되는 기체의 압력을 조절하는 압력조절기(regulator, C5)와;
    가압저수탱크(C2)와 수리전도도셀(C1) 사이의 유로에 설치되어 수리전도도셀(C1)에 공급되는 수압을 조절하는 미세압력 조절기(C9)와;
    기체 봄베(C4)와 가압저수탱크(C2) 사이의 유로에 설치되어 유로를 대기 또는 기체 봄베쪽으로 개방하는 삼방향밸브(three-way valve, C6)와;
    물저장탱크(C3), 가압저수탱크(C2) 및 수리전도도셀(C1) 사이의 유로에 설치되어 유로를 물저장탱크(C3) 또는 수리전도도셀(C1)쪽으로 개방하는 삼방향밸 브(three-way valve, C8)와;
    가압저수탱크(C2)에 공급되는 기체의 유로상에 설치되어 기체 봄베의 압력을 측정하는 압력계(C7)와;
    수리전도도셀(C1)에 공급되는 가압된 물의 유로상에 설치되어 물의 압력을 측정하는 압력계(C10)와;
    상기 물저장탱크(C3), 기체 봄베(C4), 가압저수탱크(C2), 수리전도도셀(C1) 및 채집병(C11) 간을 연결하는 유로상에 설치된 다수개의 밸브(V1~V6)로 구성된 것을 특징으로 하는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 팽윤성 점토시편을 장착한 수리전도도셀(C1)에 공급되는 가압저수탱크(C2)로부터의 수압은 20 kgf/cm2 이하로 물을 공급하도록 구성한 것을 특징으로 하는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고밀도 팽윤성 점토시편을 장착한 수리전도도셀(C1)에 공급되는 가압저수탱크(C2)로부터의 수압은 벤토나이트 시편의 건조밀도가 1.4 g/cm3∼1.8 g/cm3인 경우 9∼20 kgf/cm2의 비율로 물을 공급하도록 구성한 것을 특징으로 하는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수리전도도셀(C1)은 수리전도도 측정 대상 시료를 넣은 환형 시편 실린더(3)의 상하단에 각각 금속필터(7) 및 다공지지판(4)이 장착된 플랜지 캡(2)을 씌운 후 지지대(restraining ram)를 이용해서 단단히 고정시키고, 각 구성의 연결부에는 다수개의 오링(5, 6)을 설치하여 각 구성간의 누수를 막도록 구성하고, 플랜지 캡(2)의 상부방향에는 시료투과수 유출관(1)이 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수리전도도셀(C1)의 시료투과수 유출관(1)과 채집병(C11) 사이의 연결 부분은 파라필름(parafilm)으로 밀폐시켜 구성한 것을 특징으로 하는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 가압저수탱크(C2)는 하부에 삼방향밸브(three-way valve) 및 니들 밸브(V3)를 설치하여 가압저수탱크(C2)의 덮개를 열지 않고 물을 공급하도록 구성한 것을 특징으로 하는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 기체는 수용성이 낮은 기체인 것을 특징으로 하는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 기체는 수용성이 낮은 헬륨기체인 것을 특징으로 하는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 수리전도도셀(C1) 및 채집병(C11) 그리고 밸브(V5, V6)들은 다수개 시편을 동시에 측정하도록 병렬로 2개 이상 구성한 것을 특징으로 하는 고밀도 팽윤성 점토의 수리전도도 측정 장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101415350B1 (ko) 2013-07-09 2014-07-04 한국지질자원연구원 시료 측정 장치
CN104849428A (zh) * 2015-04-30 2015-08-19 华北科技学院 一种模拟地下煤炭开采覆岩运移及突水溃砂实验装置
KR20190102734A (ko) * 2018-02-27 2019-09-04 한국원자력연구원 시편의 변질 환경 모사 장치 및 시편의 변질 환경 모사 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5161407A (en) 1990-10-16 1992-11-10 Iowa State University Research Foundation, Inc. Means and method of soil water desorption
KR20000013204U (ko) * 1998-12-24 2000-07-15 신현준 지하 불투수층 토양시료의 수리 전도도 측정장치
KR20000012724U (ko) * 1998-12-21 2000-07-15 신현준 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치
KR200438330Y1 (ko) 2007-02-13 2008-02-11 한국지질자원연구원 투수시험용 샘플홀더

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5161407A (en) 1990-10-16 1992-11-10 Iowa State University Research Foundation, Inc. Means and method of soil water desorption
KR20000012724U (ko) * 1998-12-21 2000-07-15 신현준 지하 대수층 토양시료의 수리전도도 측정장치
KR20000013204U (ko) * 1998-12-24 2000-07-15 신현준 지하 불투수층 토양시료의 수리 전도도 측정장치
KR200438330Y1 (ko) 2007-02-13 2008-02-11 한국지질자원연구원 투수시험용 샘플홀더

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101415350B1 (ko) 2013-07-09 2014-07-04 한국지질자원연구원 시료 측정 장치
CN104849428A (zh) * 2015-04-30 2015-08-19 华北科技学院 一种模拟地下煤炭开采覆岩运移及突水溃砂实验装置
CN104849428B (zh) * 2015-04-30 2016-03-30 华北科技学院 一种模拟地下煤炭开采覆岩运移及突水溃砂实验装置
KR20190102734A (ko) * 2018-02-27 2019-09-04 한국원자력연구원 시편의 변질 환경 모사 장치 및 시편의 변질 환경 모사 방법
KR102106085B1 (ko) * 2018-02-27 2020-05-04 한국원자력연구원 시편의 변질 환경 모사 장치 및 시편의 변질 환경 모사 방법

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