본문 바로가기
KERD
논문

전도성 간극수의 함수 정도에 따른 원주형 시멘트 시험편의 전기비저항 특성

Characteristics of Electrical Resistivity of Cylindrical Cement Core with Respect to the Conductivity and Contents of Pore Water

이태종|이상규
한국자원공학회 (The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|2009.10|한국자원공학회지 (Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|제46권 제5호|pp. 553-562

0

조회

0

다운로드

12

인용

0

참고문헌

키워드

측정Measurement함수율코어CoreWater contentResistivity전기비저항간극수 전기비저항Pore water resistivity
주제분류자원공학

초록

실험실내에서 시멘트 코어를 이용하여 함수율과 간극수의 전기비저항이 암석의 전기비저항에 미치는 영향을 고찰하였다. 이를 위하여, 항온․항습 환경을 구성하고 4가지 각기 다른 전기비저항을 가지는 용액으로 포화된 시멘트 코어를 대상으로 시간 경과에 따라 변화하는 함수율과 전기비저항의 변화를 관찰하였다. 함수율과 시험편의 비저항을 정밀하게 측정하기 위해서는 항온․항습 환경의 조성과 시험편의 포화로부터 측정에 이르기까지의 일련의 공정을 규격화할 필요가 있다. 본 연구에서는 하나의 규격화된 공정을 제시하였다. 시멘트 코어의 전기비저항은 간극수의 전기전도도에 매우 크게 좌우된다. 즉, 간극수의 전기전도도가 높을수록 동일한 상대함수율 감소에 대한 전기비저항 증가율이 작아지는 경향을 보였다. 상대함수율에 대한 전기비저항의 변화는 변형된 Archie의 식으로 설명된다. 또한 상대함수율이 100%가 아닌 경우에도 시멘트 시험편의 전기비저항과 간극수의 전기비저항은 병렬저항모델과 유사한 경향을 보였다. 따라서 기존의 병렬저항모델에 함수율을 포함시킨 변형된 병렬저항모델의 가능성을 제시하였다.

Abstract

The effects of water contents and pore water conductivity on electrical resistivity of cement core have been discussed. Time variation of water content and electrical resistivity of a fully saturated cement core, due to evaporation, with 4 kinds of solutions with different conductivities has been measured while keeping temperature and humidity constant. For precise measurement of water content and resistivity of the core, standardization of process from saturating the core to measurement of electrical resistivity with time is essential and a standard procedure is suggested. Resistivity of a cement core depends strongly on the conductivity of the solution in the pore. As the conductivity of the pore water gets high, increment of resistivity becomes small for the same relative water content variation. Resistivity variation of the core as a function of relative water content can be explained by modified Archie’s formula. And we found that resistivity of a cement core and that of pore water cannot be explained by Archie’s formula but roughly follows the parallel resistance model even when relative water content is below 100%, so that a generalized parallel resistance model is suggested including water content and the resistivity of pore water.

참고문헌 (31)

  1. 김영화, "코어 비저항 측정에 미치는 영향요 소에 대한 실험적 고찰", 지구물리, 2(3), pp.225~233 (1999)
  2. 박미경, "점토광물의 함유량에 따른 전기비저항 특성에 관한 실험적 연구", 물리탐사, 8(3), pp.218~223 (2005), 한국물리탐사학회
  3. 박삼규, "지반의 전기비저항을 좌우하는 물성요인", 물리탐사, 7(2), pp.130~135 (2004), 한국물리탐사학회
  4. 송성호, "토양 수리 특성에 따른 전기비저항 관계 규명을 위한 실내실험 결과", 한국지하수토양환경학회 추계학술발표회, pp.116~119 (2003), 제주대학교
  5. '상시가동 전기물성 시험실 구축'을 위한 기획, "이상규", 한국지질자원연구원, 218~, pp.JP2006-023-2007(1) (2007)
  6. 이상규, "함수율 변화에 따른 포항 지열 시추코어의 전기비저항", 한국지구시스템공학회지, 45(5), pp.526~535 (2008), 한국지구시스템공학회
  7. 이상규, "전기비저항 측정 홀더 및 전기비저항 측정기, 대한민국 특허청, 출원번호 10-2008-0003284", ~ (2008)
  8. 주입 암석물성 측정 장치 구축 방안, "조성준", 한국지질자원연구원, 300~303 (2007)
  9. Muhammad Farooq, "Mortar Characterization using Electrical Resistivity Method", 지구물리와 물리탐사, 12(2), pp.215~220 (2009), 한국지구물리.물리탐사학회
  10. Amente, G., "Estimation of soil solution electrical conductivity from bulk soil electrical conductivity in sandy soils", Soil. Sci. Soc. Am. J., 64, pp.1931~1939 (2000)
  11. Archie, G. E., "The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir characteristics", Petr. Trans. AIME, 146, pp.54~62 (1942)
  12. Brace, W. F., "The effect of pressure on the electrical resistivity of water saturated crystalline rocks", J. Geophys. Res., 70, pp.5669~5678 (1965)
  13. Bussian, A. E., "Electrical conductance in a porous medium", Geophysics, 48, pp.1258~1268 (1983)
  14. Carrara, E., "Evaluation of porosity and saturation degree by laboratory joint measurements of velocity and resistivity; a model improvement", Pure Appl. Geophys., 154, pp.211~255 (1999)
  15. Chen, L., "Relationship of resistivity with water content and fissures of unsaturated expansive soils", J. of China Univ. Min. Tech., 17, pp.537~540 (2007)
  16. Franklin, J. A. M., "Suggested methods for determining water content, porosity, density, adsorption and related properties and swelling and slake-durability index properties. in: Rock Characterization Testing and Monitoring, ISRM Suggested Methods", pp.81~84 (1979)
  17. Jackson, P. D., "Resistivity porosity particle shape relationship for marine sands", Geophysics, 43, pp.1250~1268 (1978)
  18. Katsube, T. J., "Permeability determination in crystalline rocks standard geophysical logs", Geophysics, 52, pp.342~352 (1987)
  19. Klein, D. J., "Electrical properties of artificial clay-bearing sandstones", Geophysics, 47, pp.1593~1601 (1982)
  20. Lopez, W., "Influence of the degree of pore saturation on the resistivity of concrete and the corrosion rate of steel reinforcement", Cement and Concrete Research, 23, pp.368~376 (1993)
  21. Losito, G., "Laboratory electrical resistivities of rock samples under geothermal temperature, hydrostatic pressure conditions", Geothermics, 20, pp.165~178 (1991)
  22. Mualem, Y., "A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media", Water Resour. Res., 12, pp.513~522 (1991)
  23. Nishimaki, H., "Electrical resistivity of rock and its correlation to engineering properties", Butsuri-Tansa, 52(2), pp.161~171 (1999)
  24. Onishi, K., "Measuring electric resistivity of rock samples injected with gas, liquid, and super-critical CO2", Proc. 10th Int'l Symp. RAEG 2006 (2006), KIGAM
  25. Patnode, G. E., "The presence of conductive solids in reservoir rocks as a factor in electric log interpretation", Trans. A. I. M. E., 189, pp.47~52 (1950)
  26. Schon, J. H., "Physical properties of rocks - fundamentals and principles of petrophysics. in: Handbook of Geophysical Exploration, Seismic Exploration, 18", pp.379~478 (1996), Elsevier Science Ltd
  27. Sen, P. N., "Electrical conduction in clay bearing sandstones at low and high salinities", J. Appl. Phys., 63(10), pp.4832~4840 (1988)
  28. Sen, P. N., "Influence of temperature on electrical conductivity on shaly sands", Geophysics, 57, pp.89~96 (1992)
  29. Waxman, M. H., "Electrical conductivities in oil-bearing shaly sands", Soc. Pet. Eng. J., pp.107~122 (1968)
  30. Weerts, A. H., "Simultaneous measurement of water retention and electrical conductivity of soils: Testing the Mualem-Friedman tortuosity model", Water Resour. Res., 35, pp.1781~1787 (1999)
  31. Yamaguchi, H., "On the relation between formation factor and surface conduction of saturated sands", Butsuritanko, 15, pp.26~33 (1962)

관련 논문AI추천

함수율 변화에 따른 포항 지열 시추코어의 전기비저항이상규, 이태종한국자원공학회 · 한국자원공학회지2008 · 제45권 제5호항온·항습 환경에서 시편 내 공극 유무에 따른 전기비저항 특성김형찬, 이상규, 이태종한국자원공학회 · 한국자원공학회지2014 · 제51권 제3호온도와 습도에 따른 건조사암의 전기비저항 특성이상규, 이태종한국자원공학회 · 한국자원공학회지2014 · 제51권 제1호체적함수비 및 주파수에 따른 풍화토의 전기비저항 특성봉태호, 손영환, 장병욱한국농공학회 · 한국농공학회논문집2008 · 제50권 제5호콘크리트의 미세구조 특성이 전기저항에 미치는 영향윤인석한국구조물진단유지관리공학회 · 한국구조물진단유지관리공학회 논문집2013 · 제17권 제6호비저항추정모델을 이용한 실험체 크기의 영향에 대한 연구임영철한국구조물진단유지관리공학회 · 한국구조물진단유지관리공학회 논문집2019 · 제23권 제6호

이 간행물의 다른 논문 (14건)

Pit Optimization for Steep Coal Seams at Pasir Coal Mine, IndonesiaD. Deb, 정용복, 선우춘pp. 509-520화순 광산배수에 서식하는 토착 호산성 박테리아를 이용한 황철석의 용출 특성김계민, 홍영의, 조강희, 박천영, 정경훈pp. 521-535파푸아 뉴기니 와우지역의 금광화작용심권용, 허철호, 김남원pp. 536-545잡음을 고려한 전기비저항 탐사 자료의 역산조인기, 안동국pp. 546-552황해 제 3광구 1724 측선 탄성파자료의 중합전 심도 구조보정장성형, 고진석, 김영완pp. 563-570
원문 보기