고심도 암반에 대규모로 건설되는 고준위방사성폐기물 처분장의 경우, 암반구조물의 장기 안정성 확보를 위해 암반을 통한 열전달과 지하수 및 방사성 핵종의 이동특성에 대한 이해가 필수적이다. 방사성폐기물 처분장 건설 시 발파의 영향으로 생기는 굴착손상대(Excavation Damaged Zone, EDZ)에서는 투수계수가 증가하며 이에 따라 지하수 유입량 및 방사성 핵종의 유출 가능성이 증가하게 된다. EDZ의 발생은 고심도 처분장에서 예상되는 장기 열-수리-역학적-화학적(THMC) 복합거동에 대한 평가를 더욱 어렵게 하는 요인이 될 수 있다. 본 연구에서는 발파로 인한 EDZ의 영향을 평가하기 위해 FLAC2D/3D를 이용하여 손상대 유무에 따른 수리-역학적(HM) 복합거동 및 열적(T) 거동 해석을 진행하였다. 해석에서는 a) No EDZ, b) Uniform EDZ, c) Random EDZ 경우에 대해 처분터널 주변에서의 안정성을 비교하였다. FLAC2D를 이용한 HM 복합거동 해석 결과, 처분터널 변위의 경우 Random EDZ에서 No EDZ에 비해 평균 423 %, Uniform EDZ에 비해 16 % 크게 나타났다. 지하수 유입량은 Random EDZ에서 No EDZ에 비해 17.3 %, Uniform EDZ에 비해 10.8 % 증가하였다. 굴착 후 응력재분배에 의해 터널 주변의 투수계수는 터널 벽면 모서리 부분과 터널 천정 부근에서 최대 10배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 측압계수가 증가함에 따라 터널 벽면 주변의 투수계수는 부분적으로 증가하지만 터널 전면에서의 지하수 유입량은 감소하는 경향을 보였다.
FLAC3D를 이용한 3차원 해석에서도 터널 굴착 진행에 따른 소성대의 발생으로 인한 약간의 차이를 제외하면 전체적으로 2차원 해석과 유사한 결과를 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 처분터널의 EDZ 유무와 대류계수 변화에 따른 터널 근계영역의 온도 변화를 평가하기 위해 FLAC3D를 이용한 열해석을 수행하였다. EDZ가 존재하는 경우 EDZ가 없는 경우에 비해 EDZ에서의 낮은 열전도도의 영향으로 온도 감소 속도가 느리게 나타났다. 본 연구를 통해 처분터널 주변에서 발생하는 EDZ, 특히 불규칙하게 발생하는 EDZ는 처분장 주변에서의 열적, 수리적, 역학적 거동에 상당한 영향을 미칠 수 있음을 확인할 수 있었다. 향후 EDZ의 발생 규모 및 EDZ 내에서의 불규칙한 분포 특성에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.