최근 한반도 및 인근에서 발생한 지진 중, 그 메카니즘이 Waveform Modelling 혹은 Moment Tensor Inversion 등 정량적인 방법에 의해 밝혀진 Mw 5.0 이상의 9개 지진의 발생 원인을 분석한 결과 한반도 및 인접지역에서 발생한 지진의 대부분은 주향 이동 단층 운동에 의한 메카니즘과 다소의 역단층 운동이 첨가된 단층운동 특성을 보여준다. 한반도 및 주변에서 단층작용을 일으킨 주응력 방향은 거의 수평한 동북동-서남서 방향으로 같은 판내 지역인 북동부 중국 지역의 주응력 방향과 매우 유사하고 동해 동부와는 상당한 차이를 보인다. 이는 한반도 및 그 주변에서 지진을 일으키는 주응력은 동쪽에서 유라시아판 밑으로 침강하는 태평양판의 영향뿐만 아니라 서남쪽에서 충돌하는 인도판의 영향도 상당히 작용하는 것으로 해석된다.

기상청은 2008년 현재 전국에 107개의 디지털 지진관측망을 운영하고 있다. 또한 지진관측 유관기관인 한국지질자원연구원, 한국원자력안전기술원, 한전전력연구원에서 각 기관의 목적에 맞게 지진관측소를 운영하고 있으며, 이들 지진관측자료의 공유를 목적으로 실시간으로 통합하는 통합지진과측망(KISS)을 2000년에 구축하여 지진분석에 쓰이고 있다. 한반도의 지진발생 현황은 1978년부터 2007년까지 776회로 약 26회/년 정도가 발생하였다. 최근 중국의 쓰촨성과 일본 이와테 지진으로 지진 및 지진예지에 대한 국민적 관심이 대두되고 있다. 한반도에서도 큰 규모의 지진이 발생할 가능성에 대비해 기상청에서는 지진관측망과 지진예지 목적의 지구물리관측망을 구축 중에 있다. 지구물리관측망은 INTERMAGNET에서 등록할 수 있는 수준의 관측소를 목표로 인위적인 자기장의 교란이 적은 지질학적인 요소들을 고려한 후보지 선정을 위하여 지구자기업무에 관한 기획연구(서만철 2007)를 수행 하였다. 그 결과 국가 중심 지구자기관측소의 위치는 충남 공주시와 청양군 사이에 있는 칠갑산 지역이 가장 좋은 후보지라고 제안하여 청양지역을 주변으로 국유림 및 군유지를 조사하여 충남 청양군 장평면 화산리 산 36-2번지에 후보지를 선정하여 최적의 입지 조건을 검증하기 위해 인천교육대학교의 이휘순 교수 MT탐사를 수행 주변의 배경잡음을 측정하여 양호한 조건을 갖춘 것으로 확인되었다. 지구자기관측소에는 Fluxgate Magnetometer 1대, Total field Magnetometer 1대, Theodolite 1대, SP(Self Potential) Monitoring system 1대와 장비들을 보호 할 수 있는 관측소가 설치될 예정이다

자력탐사는 가장 역사가 오래된 물리탐사법으로서, 우리나라에도 비교적 일찍 도입되었다. 일본 강점기에도 지구자기장을 관측하였고, 광상조사와 온천조사에 이용하였다는 기록이 있다. 한국전쟁의 혼란이 끝난 1950년대 중반부터 산업화를 위한 우라늄, 철광을 비롯한 금속 광물자원, 석탄 그리고 지하수 등을 대상으로 자력탐사가 활발하게 수행되었다. 1970, 80년대는 물리탐사 전문 인력이 많이 배출되었고, 탐사 장비가 현대화 되어 탐사, 자료처리 및 해석 기술이 비약적으로 발전하였다. 그러나 1980년대 중반부터 시작된 광업의 쇠퇴는 자력탐사를 비롯한 물리탐사의 관심이 전통적인 광물, 에너지 자원에서 새로운 지하자원으로 대두한 지하수, 지열 등으로 옮겨갔다. 또한 1990년대 이후 등장한 부지평가, 지반조사, 지하 매장물, 환경오염 등의 토목.환경 물리탐사라는 새로운 문제에 다양한 방법으로 접근하고 있다.

의성소분지에 위치하는 화산칼데라 지역에서 복합지구물리 자료를 획득 하였다. 기존 연구들의 한계를 극복하기 위해 조밀한 중력 탐사 자료를 획득 하였고, 동일 지역에서 이루어진 자기지전류 (magnetotelluric, MT) 탐사 자료와의 복합 해석을 통해 화산칼데라 지역의 지구물리학적 구조 연구를 수행 하였다. 이 연구에서는 중력과 MT 자료의 독립 역산 결과 모델과 상관관계 및 분류 기법을 이용하여 연구지역의 지질구조를 해석하였다. 해석 결과는 다음과 같다.1) 화산칼데라 중심부의 화산쇄설성 퇴적층은 저밀도와 저비저항의 특성을 갖으며, 약 1 km 심도까지 연장되어 있고, 2) 화산칼데라의 환상단층대를 따라 관입하고 있는 화성암은 고밀도와 고비저항의 특성을 나타내고 있으며, 3) 또한 5 km 심도에서 고밀도와 상대적으로 낮은 비저항을 갖는 기반암 상부를 확인할 수 있었다. 또한, 이 연구에서는 복합해석을 위하여 Structure Index 기법을 제안하였다. 이는 이종 물리탐사 자료의 공간적 물성분포 상관성을 통해 Type Angle과 Type Intensity를 계산하고 이를 이용하여 지질 구조를 해석하는 방법으로 효과적인 구조 해석과 그에 따른 물성의 특성을 분석할 수 있었다.

Mariana 해령 후열도 분지내에 위치하고 있는 Esmeralda Bank의 지형 및 자력 특성을 연구하고 열수분출대의 위치를 추정하기 위하여 2007년 9월에 한국해양연구원 온누리호를 이용하여 획득한 정밀해저지형자료 및 해상자력탐사자료를 함께 분석하였다. Esmeralda Bank의 전체적인 모양은 서쪽 방향이 열린 칼데라의 형태를 띠고 있다. Esmeralda Bank의 정상부의 수심은 약 50 m로 매우 얕고 기저부의 수심은 약 1300m이다. Esmeralda Bank의 서쪽부분은 동쪽부분보다 경사가 더 급하고 지형의 기복이 심하게 나타나며, Bank 생성 후 무너져 내렸거나 침식에 의해 형성된 것으로 보이는 계곡이 관찰된다. Esmeralda Bank의 자기이상분포는 두 지역 모두 북쪽에 저이상이 나타나고 남쪽에 고이상이 분포하며 정상부에서는 급격한 자기변화를 보이고 수심이 깊은 기저부에서는 완만한 자기변화가 나타난다. Esmeralda Bank는 정상부와 서쪽에 저자화이상대가 분포하고 있다. Esmeralda Bank 정상부의 저자화 이상대에서 열수분출대가 존재할 가능성이 있다.

대량 멸종과 범람 현무암 분출은 동일 시기에 관찰된다. 지구자기장의 역전이 결여된 Superchorn은 현생대에 3회 존재한다 (118-83 Ma의 CNS, 310-260 Ma의 KLRS, 490-460 Ma의 MLRS). 이들 각각의 Superchron이 끝나는 시점을 기준으로 2천 만년 이내에 대규모 범람 현무암의 분출이 관측된다. 대형 맨틀 Plume의 상승이 현무암 분출을 야기하고, 현무암의 대량 피복이 급격한 기후 변화를 유발하여, 궁극적으로는 생태계의 파괴로 이어진다.

준설해사를 이용하여 성토된 방조제 제체 매질에서 채취한 시료에 대하여 전기비저항을 실측하였으며, 소형루프 전자탐사의 1차원 역산 자료를 비교 분석한 결과 높은 상관성이 나타남을 확인하였다. 이러한 소형루프 전자탐사결과를 콘관입시험 결과와 비교하여, 비저항값과 콘저항치와의 상관성을 분석하였다. 분석 결과 준설해사로 성토된 방조제의 경우 1 ohm-m 이하의 비저항값이 나타나는 구간과 콘저항치가 50 $kgf/cm^2$ 이하로 매우 낮은 값을 나타내는 구간이 일치하는 것으로 나타났다. 따라서 향후 준설해사로 성토된 방조제의 경우 정기적인 비저항 모니터링의 결과를 활용한 유지 관리 업무에 활용이 가능한 것으로 나타났다.

국가하천을 대상으로 정밀외관조사에 의해 선정된20개 배수통문에 대하여 지표 물리탐사법외에 수리학적인 원리를 이용한 연통시험이나 초음파주사검층과 같은 공내시험법을 적용하여 배면의 공동상태를 보다 정확하게 파악하고자 하였다. 타음조사나 GPR 탐사, 3차원 전기비저항탐사 및 초음파주사검층은 일부 성공적인 결과를 얻을 수 있었으나 현장특성에 따라 적용이 용이하지 않은 경우가 발생하였다. 반면 연통시험의 경우에는 통문하부 공동의 유무 및 연통상태를 성공적으로 감지할 수 있었다. 그러나 연통시험은 공동의 규모나 형태에 대한 정량적인 정보를 제공하는데 근본적인 한계를 가지고 있으므로 보다 정확한 조사를 위해서는 현장특성에 맞는 다양한 조사법이 적용되어 종합적인 해석이 이루어야져야 할 것이다.

방조제에 의해 조성된 담수호 바닥 퇴적물의 특성 파악을 위하여, 스트리머 케이블을 이용한 수상 쌍극자배열 전기비저항탐사를 수행하였다. 담수호에서 얻어진 전기비저항 탐사 자료는 전극전개수가 작은 경우에는 낮은 겉보기 비저항 값을 보이며, 전극전개수가 증가함에 따라 증가하는 양상을 보인다. 따라서 고정된 전류전극에 대하여 전극 전개수가 증가할 경우 겉보기 비저항값이 크게 감소하는 자료는 역산자료에서 제외하는 기법을 적용하는 것이 필수적인데, 하부층에 대한 상부층의 비저항이 0.6$\sim$0.8 사이의 값을 적용하는 경우 역산 결과가 양호한 것으로 나타났다. 또한 바닥 퇴적물을 2층과 3층으로 설정한 후 역산 결과 담수호 물의 비저항을 고려한 역산 결과가 하부 퇴적물의 비저항 분포를 파악하는데 효과적인 것으로 나타났다.

등방성 매질에서의 파형역산에 대한 연구는 1980년대부터 꾸준히 이루어져 왔으나 이방성 매질에 대한 연구는 그렇지 못하다. 본 연구에서는 이방성 매질에 대한 시간영역 셀기반 유한 차분 모델링 기법을 이용해 2차원 TI 구조에서의 파형역산 알고리듬을 개발하였다. 반복적인 비선형 역산에서 최대 급경사 방향은 역시간 구조보정의 역전파 방법을 이용하여 간접적으로 계산하였고, 이를 정규화 시키기 위해 슈도-헤시안 행렬을 이용하였다. 본 연구에서 제시된 시간영역 파형역산 기법을 이방성 매질을 포함한 2층 구조와 이방성 Marmousi 모형 자료에 적용하고 이를 등방성 매질만을 고려한 기존의 파형역산 결과와 비교하였다. 본 연구의 결과를 통해 이방성 매질을 등방성 매질로 가정하고 파형역산을 수행할 경우 정확한 영상을 얻을 수 없기 때문에, 실제 탐사 자료의 파형역산을 수행할 경우 이방성 매질을 고려해야 좀 더 정확한 지하 구조를 파악할 수 있음을 확인하였다.

탄성파 수치 모형 계산에 있어서 널리 사용되는 엇갈린 격자 방법이 아니라 회전된 엇갈린 격자 방법을 사용하여 탄성파 수치 모사를 수행하였다. 표준 엇갈린 격자 방법에서는 자유 경계조건을 적용하여야 하는 단점이 있지만 회전된 격자 방법에서는 자유 경계조건을 적용할 필요 없이 물성을 부여함으로써 해결될 수 있다. 파동전파에 있어서 유한 경계 조건에서 발생하는 인공 반사파를 제거하기 위하여 최근에 뛰어난 성능을 보이는 PML(Perfectly Matched Layer)법이 많이 적용되고 있다. 이 연구에서는 PML보다 성능이 뛰어나기도 하지만 차분에 있어 파동식을 분리할 필요가 없는 CPML(Convolutional Perfectly Matched Layer)법을 회전된 엇갈린 격자법(RSG : Rotatged Staggered Grid)에 적용하고자 하였다. Cerjan법의 감쇠법과 비교한 결과 매우 효과적으로 인공 반사파를 제거할 수 있음을 알 수 있었다.

시추공에서 떨어진 지점에서의 암반등급 (RMR)을 물리탐사 자료를 통하여 간접적으로 추정하기 위해, 지구통계학적 복합 역산 기법을 적용하였다. 지금까지 지구통계학적 기법은 두 가지 이상의 자료의 특성을 잘 반영하는 변수를 추정하는데 주로 이용되었으나, 본 연구에서는 역산 기법에 의한 접근 방법을 사용하였다. 시추공에서 확보한 암반 등급 값을 이용하여, 미리 지정된 격자점상에 지구통계학적 시뮬레이션을 수행하여 다수의 추정값을 확보한다. 이 값은 임의의 상관성이 있는 물리탐사 자료와 비교하여 가장 오차가 작은 값을 채택하게 되고, 이와 같은 비교는 모든 격자점에 대해 수행된다. 이러한 절차는 암반등급의 공간적 분포를 준수하면서, 물리탐사 자료와의 비교를 통해 두 자료의 상관성을 최대한 확보한 결과를 얻을 수 있다. 또한 동일한 과정을 다수 수행하여, 추정한 결과의 신뢰도를 분석할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.

EZTOMO는 시추공 주시토모그래피 소프트웨어 시스템이다. 이 시스템은 초동발췌, 파선추적, 역산, 오차분석 및 시각화 기능을 보유하고 있다. 이 연구에서는 시스템의 초동발췌 와 역산법을 개선 보완하였다. 초동의 파형정보를 사용한 초동발췌 방법과 초동신호의 S/N(신호 대 잡음비)을 사용한 역산법의 보완이다.

지각구조 연구 및 연안 속도구조 등의 조사를 위해 한국해양연구원에서 제작된 광각 탄성파 탐사기록 장비인 해저면지진계 및 소노부이 시스템의 특징을 살펴보았으며, 실해역 시험 탐사를 통해 그 유용성을 살펴보았다. 해저면 지진계 및 소노부이 시스템은 정상적으로 작동하였으며, 전형적인 광각 탄성파기록을 얻을 수 있었다. 특히 소노부이 기록상에서 기반암 등 지하구조에 의한 초기 굴절파의 이벤트가 나타났으며, 이는 굴절법 탐사 혹은 토모그래피 등을 통해 지하속도 구조 탐사가 가능함을 보여준다.

초고해상 음향탐사는 기존의 고해상 음향탐사보다 투과력은 작지만 해상력이 뛰어나기 때문에 천해역에서의 해저환경조사에 유용하게 사용된다. 특히 상부 퇴적층의 정밀 층후 및 퇴적구조 확인을 통해 해저에 파묻혀 있는 pipeline, 침몰선박, 인위적 물체 등에 대한 탐색에 이용된다. 이 연구에서는 초고해상 지층탐사기를 이용하여 얻어진 지층탐사 기록과 지질자료를 대비하여 오염퇴적층을 구분하였다. 그리고 지층 기록에 나타나는 음향이상을 해석하여 해저에 매설된 케이블의 매설 깊이를 검측하였다.

국립해양조사원에서는 우리나라 관할 해역에 대한 국가해양기본도 조사계획을 수립하여 1996년부터 동해를 시작으로 연차적으로 한반도 주변의 해역 전체에 대한 해양조사를 실시 중에 있고, 본 논문은 1999년도에 '해양2000호'를 이용하여 서해 남부지역에서 측정한 해양 지자기 자료를 이용하였으며, 지자기 자료를 처리하고 이를 해석하는 과정에서 지자기 이상대의 원인을 밝히는데 목적이 있다. 자력자료 처리는 불량자료의 검색 및 제거, Sensor 위치보정, 선체자기장 영향 보정, 일변화 보정, 정규보정, 교차점 오차 보정 등의 과정을 거쳐 조사 해역에서의 전자력치와 지자기 이상치를 구하였다. 조사해역의 전자력 분포는 $49000\;{\sim}\;51600\;nT$로 황해 해역에서의 정상적인 전자력세기 분포 범위에 속하는 것으로 판단된다. 등자력선의 분포는 북동-남서 방향으로 분포하고 있으며 북서쪽으로 갈수록 전자력치가 증가한다. $124^{\circ}$ 49' 48" E, $35^{\circ}$ 10' 48" N $\sim$ $125^{\circ}$ 7' 48" E, $35^{\circ}$ 33' 00" N 사이 구간 해역에 대한 자기 이상과 탄성파 단면도를 비교한 결과와 모델링 결과가 기존 탄성파 탐사단면에서 밝혀진 지하지질구조와 잘 일치하고 있다. 따라서 자력이상의 분포는 대체적으로 해저면 하부에 발달되어 있는 제3기 퇴적분지와 백악기 기반암의 분포에 따른 영향을 나타내고 있는 것으로 판단된다.

멀티빔 음향측심기를 이용하여 후포퇴(Hupo Bank) 주변의 정밀해저지형 분석하였다. 멀티빔 음향측심기는 광범위한 광대역 빔을 발사하여 조사선의 항적에 따른 지형기복을 관측할 수 있는 시스템으로 조사 측선과 측선 사이의 미측심구간에 대한 자료의 밀도를 높여 정밀해저지형을 구현할 수 있다. 이러한 조사를 통해 연구해역에서는 길이 84km, 폭 1-15km 그리고 수심 5.3-160m를 보이는 후포퇴를 중심으로 서측에는 모오트(moat)가 동측에는 scarp와 해저협곡(submarine canyon)이 분포한다. 또한 후포퇴의 정상부에는 최소 5.3m의 수심을 보이는 왕돌초(Wangdol reef)가 존재한다. 본 연구해역에 분포하는 모오트는 깊이가 30m 그리고 폭이 30-40m로 움폭파인 수로 형태를 보인다. scarp는 수심차가 약 60m로 절단면의 특성을 보이며 해저협곡은 3.5km에서 최대 13.5km의 폭을 보인다.

일본 후지산은 역사적, 지질학적, 그리고 최근의 지진학적 징후로부터 화산활동의 재개에 의한 재해가능성이 있어 화산감시연구가 집중되고 있다. 후지산 감시활동의 일환으로 축적된 방대한 주변지역 지진자료를 바탕으로 단일산란모델에 의한 코다감쇠상수($Q_c^{-1}$)와 다중시간창분석에 의한 고유 및 산란감쇠상수 ($Q_i^{-1}$, $Q_s^{-1}$)를 측정하였다. 본 연구는 후지산 아래에 존재하는 것으로 여겨지고 있는 용암체의 감쇠구조에 초점을 맞추기 위해 정상에서 반경 5km 이내의 지대를 지진파가 통과하는 '후지산 근방', 지진파 통과지역이 모두 반경 20 km 바깥인 '먼 후지산'으로 자료를 분류하였다. 본 연구는 자료가 풍부하여 비교적 작은 오차범위를 나타내고 있는데, '후지산 근방'의 모든 감쇠상수 수 $Q^{-1}$는 '먼 후지산'에 비해 컸으며, 두 지대 공히 고주파 영역에서의 $Q_i^{-1}$값은 $Q_s^{-1}$ 값에 비해 높은 값이었다. 그러나, '후지산 근방'의 $Q_i^{-1}$ 값은 다른 화산지역에 비해 낮았는데, 이는 하와이화산과 같은 활동적인 화산에 비해 용융도의 비율이 낮거나 마그마활동이 덜한 것으로 해석된다.

댐체의 내진설계를 위해서 각 부분의 정확한 동적 물성치 산정이 매우 중요하다. 그러나 기존 국내 댐의 내진설계의 경우 합리적이고 경제적인 물성치 산정에 있어 많은 어려움이 있었다. 특히, 댐 전체 부피의 80%이상을 차지하며 강성유지에 주요한 역할을 하는 사력존의 경우, 현장 시험결과없이 가정 물성을 이용하여 해석을 수행하여 신뢰성 있는 결과를 도출하지 못하였다. 따라서 현장 실험을 통하여 사력재의 전단파속도로 대표되는 동적물성치를 효율적으로 획득해야 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 표면파 탐사 기법을 사력부에 적용하여 락필댐 사력재의 전단파 속도를 도출하고자 하였다. 대표적인 표면파 기법인 SASW기법과 새롭게 개발된 HWAW 기법을 이용하여 2개 댐의 사력부에서 시험을 수행하여 전단파 속도를 획득하였으며, 결과의 비교를 통하여 향후D/B 제안의 가능성을 확인하였다.

동해가스전과 같이 해저면 심부에 위치한 저류층의 경우 CMP 단면도 상에서 AVO 반응을 관찰하기가 어려운 경우가 종종 발생한다. 이렇게 심부저류층인 경우 고결성이 증가하기 때문에 매질의 공극유체가 가스로 치환되더라도 매질의 P파 속도가 크게 감소하지 않으며 이로 인해 AVO 반응 확인이 어렵다. 본 연구에서는 상.하부층의 포아송비를 달리하면서 포아송비의 차이가 작아질수록 입사각에 따른 반사진폭의 변화량이 작아져 AVO 반응이 미미해짐을 관찰하였다. 이 결과를 토대로 동해가스전의 AVO 반응의 한계점을 고찰하기 위해서 탄성파 자료와 물리검층 자료를 이용하여 고래 V 구조를 모사한 속도모델을 만들고 합성탄성파 탐사자료를 생성하였다. 매질의 성질을 이용하여 이론적으로 계산한 AVO 반응과 실제 합성탄성파 자료를 처리하여 얻은 AVO 반응을 비교한 결과, 상.하부층의 포아송비의 차이가 작을 경우 입사각에 따른 반사진폭 변화가 매우 작으며 잡음이나 전처리 과정 중에서 발생하는 진폭 왜곡에 의해 AVO 반응 특성이 가려짐을 확인할 수 있었다. 이러한 심부저류층의 AVO 분석의 한계점을 극복하기 위해서는 자료취득 단계부터 정확한 반사파 진폭을 획득해야 하며 자료처리 과정에서도 반사파 진폭을 보존할 수 있는 기술이 필요하다.

Among the geophysical methods, Ground Penetrating Radar (GPR) and Electrical Resistivity Tomography (ERT) comprise the most promising techniques in resolving buried archaeological structures in urban territories. In this work, two case studies which involve an integrated geophysical survey employing the surface three dimensional (3D) ERT and GPR techniques, in order to archaeologically characterize the investigated areas, are presented. Totally more than 4000 square meters were investigated from the test field sites, which are located at the centre of two of the most populated cities of the island of Crete, in Greece. The ERT and the GPR data were collected along dense and parallel profiles. The subsurface resistivity structure was reconstructed by processing the apparent resistivity data with a 3D inversion algorithm. The GPR sections were processed with a systematic way applying specific filters to the data in order to enhance their information context. Finally, horizontal depth slices representing the 3D variation of the physical properties were created and the geophysical anomalies were interpreted in terms of possible archaeological structures. The subsequent excavations in one of the sites verified the geophysical results, enhancing the applicability of ERT and GPR techniques in the archaeological exploration of urban territories.

복소 전기비저항법은 지반내 미세 IP 효과를 측정할 수 있는 장비와 해석 기술의 발전으로 인해 그 응용분야를 넓혀가고 있는 방법이다. 이 연구에서는 복소전기비저항법을 시멘트 모르탈의 주입을 통해 지반보강을 수행하였던 전라남도 무안군 용월리에 위치한 시험조사 지역에 적용하여, 그라우팅으로 인한 지반변화를 확인해보기 위한 목적으로 수행되었다. 동일한 측선에 대하여 지반보강이 실시되는 동안 전기비저항 모니터링 및 토모그래피 탐사가 수행되었으며, 이 결과는 복소전기비저항 해석 결과와 비교하였다. 탐사결과 그라우팅 진행과 관련하여 수행한 전기비저항 모니터링자료의 4차원 역산해석 결과와 복소 전기비저항법의 위상단면의 이상대가 동일한 위치에서 확인되었다. 이는 시멘트 모르탈에 기인한 IP 효과가 위상 단면상에서 나타나는 것으로, 이는 그라우팅으로 인한 지반보강 조사의 목적으로 복소전기비저항 탐사가 효과적으로 적용될 수 있음을 보여준다.

독도의 지반의 지질구조 및 지반공학적 암반 특성 파악을 위하여 전기비저항 및 굴절법 탄성파 탐사를 실시하였다. 또한, 물리탐사자료의 해석을 위한 기초 자료로서 독도 구성 암석의 전기적/역학적 물성을 측정하였다. 서도에서의 전기비저항탐사 결과, 어민숙소에서 북서 방향으로 발달하고 있는 고각도 단층의 연장성이 확인되었으며, 단층 상반이 상대적으로 아래로 이동한 정단층임이 조사되었다. 서도에서 굴절법 탄성파 탐사 결과, 탐사 지역 하류부를 구성하고 있는 층상 라필리 응회암은 상류부의 조면안산암 II 보다 풍화 및 침식에 영향을 상당히 많이 받아 표토층을 포함한 풍화암 및 연암이 심도 10m 이상으로 깊게 발달하고 있다. 조사 지역 상류부의 풍화암 및 연암은 심도 약 7m 내외로 보다 얇게 발달하고 있으며, 심부에는 암석 강도가 상당한 수준의 보통암이 분포하고 있다. 암석 물성 측정 결과, 독도에 분포하는 암석은 풍화 및 침식에 오랜 기간 노출되어 전기비저항 또는 탄성파 속도 등의 물성 값의 범위가 매우 다양하고 넓게 나타난다. 암석의 강도는 조면암 및 조면안산암 계열의 암석이 가장 높고, 그 다음은 괴상응회 각력암, 끝으로 응회암 계열이 가장 낮은 강도를 갖는 연약한 암석으로 조사되었다.

일주문 주변 지반의 지반 구조 및 상태를 파악하고 복원시 보존, 보수의 방향 및 설계자료를 제공하기 위해, 탄성파 탐사, 전기비저항탐사, 평판재하시험 등의 비파괴 지구물리탐사를 수행하였다. 전기비저항탐사결과, 전반적인 전기비저항분포는 50-1300 ohm-m의 범위를 보여주고 있다. 또한 일주문 석주 남쪽 1m, 석주 3번과 4번 사이, 석주 2번과 3번 북쪽 1m 위치에서 주위보다 비교적 낮은 전기비저항 이상을 보여주고 있다. 석주 3번과 4번 사이에서 나타나는 낮은 전기비저항 이상은 탄성파 반사법 탐사결과에서 나타나는 이상구간과 일치함을 보여주고 있다. 평판재하시험 결과 허용지지력은 $10.70tf/m^2$이상이며, 이때의 침하량은 19.635mm로 산정되었다. 일주문 복원시 설계하중은 가정치를 적용하여 계산한 결과 $16.37t/m^2$로 계산되었으며, 이는 허용지지력을 훨씬 상회하므로 기초지반에 대한 강화대책이 반드시 필요한 것으로 판단된다.

2003년, 2006년과 2007년, 사할린 북동사면 $53^{\circ}56'\;N$, $143^{\circ}52'\;E$ to $54^{\circ}40'\;N$, $144^{\circ}32'\;E$ 지역에서 음향측심, side-scan sonar (SSS), 고해상도 스파커 탄성파 탐사를 포함한 다양한 주파수 대역의 음향탐사를 실시하였다. 높은 후방산란강도를 가진 약 130여개의 메탄분출구들이 해저면에 발달해 있는 SSS 영상도를 획득하였다. 음향측심탐사에서의 수층 가스분출구조와 탄성파탐사에서의 해저지층 가스기둥구조들이 이 해저면 구조들과 잘 부합하여 나타난다. 이런 메탄분출구조들은 북서 주향을 갖는 Lavrentiev 단층과 평행한 구조선을 따라 배열하는 것처럼 보인다.

선진국에서는 온실가스 감축을 위한 이산화탄소 지중저장에 대하여 다양한 연구가 진행되고 있으며, 또한 염수대수층을 대상으로 파일럿 사이트를 운영하고 있다. 이산화탄소 지중저장에 있어서 모니터링 기술로 탄성파 및 전기비저항 토모그래피탐사가 적용되고 있으며, 이산화탄소 주입 전후의 탄성파 및 전기비저항의 변화로부터 주입범위 및 거동 해석을 시도하고 있다. 본 연구는 이러한 모니터링 기술을 개발하기 위하여 고압베셀을 이용하여 압력 및 온도를 제어할 수 있는 실내모사 실험 장치를 개발하고, 다공질 사암에 초임계상태의 이산화탄소를 주입하면서 전기비저항 및 탄성파 속도를 측정할 수 있는 시스템을 구축했다.

2003년 1월에 발사된 ICESat 인공위성은 극지방 전 지역을 거의 관측할 수 있는 극궤도 위성으로 극지방 빙하 변화 연구에 많은 기여를 하고 있다. ICESat은 GLAS(Geoscience Laser Altimetry System) 센서를 이용하여 지형의 변화를 정밀 관측함으로써 빙하의 고도 변화 탐지에 매우 유용하다. 이는 기존의 SAR 위성을 이용한 빙하 연구의 단점을 보완할 수 있을 것으로 기대된다. ICESat의 정밀 빙하 고도 관측을 이용하여 Amery 빙붕의 속도 변화를 파악할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 시간의 변화에 따라 수평적으로 이동하는 빙붕의 변화를 ICESat 위성 자료를 통해 확인할 수 있었으며 이를 통해 빙붕의 속도 분포를 계산할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구를 통해 개발된 방법은 남극의 다른 빙붕 연구에도 적용될 수 있을 것이다.

소규모 역단층성 변위에 의한 단층주변부의 Coulomb stress의 변화를 모델 분석하였다. 본 연구에서 사용된 단층의 기하학적 형태와 응력자료는 경주시에 위치한 제4기 단층인 읍천단층의 조건을 적용하였다. Coulomb stress 모델링에서 단층면을 따라 역단층성 소규모 변위(10cm)를 가정할 경우 단층의 가장자리 주변(주향방향 양끝과 경사방향)에서 Coulomb stress의 변화가 상대적으로 높게(>2 bar) 나타났고 단층의 상하부에서 감소하는 경향을 보였다. 단층의 수직적인 단면에서는 단층의 직하부와 단층 주향의 수직방향에 "T" 자 형태의 낮은 음의 값을 보였다. 본 연구 결과는 주 단층의 역단층성 변위에 의해 나타나는 여진의 전파경로 양상을 보여준다.

태양의 겉보기 방향각을 측정한 자료와 측정한 시각, 그리고 기점의 위도, 경도만 있으면 기선의 방위각을 계산할 수 있는 방법을 소개한다. 각각 다른 3 개의 기선에 대해서 이 방법으로 얻은 기선의 방위각과 2 대의 GPS 수신기로 얻은 자료를 후처리 DGPS(PDGPS; Post Processed Differential GPS)방법으로 얻은 기선의 방위각을 비교하였는데, 두 방법으로 결정한 방위각들의 차이(태양방향각측정법 - 후처리GPS법)는 3 기선 위에서 각각 -13", +45", +24"였다. 이 방법은 요구하는 정확도가 1 분 이하일 경우에는 매우 빠르고, 효과적으로 이용될 수 있다.

경북 문경군 가은읍 가은역 일대 석회암 분포 지역에서 지하 공동의 위치 및 발달 양상을 파악하기 위하여 고정밀 중력탐사를 하였다. 측점 간격은 4m로 하여 모두 약 1,100 측점에서 중력을 측정하였다. 잔여 부게 이상도에서 가장 낮은 중력 이상대를 지나는 3개의 측선에 대하여 MS(minimum support) 역산으로 밀도 분포 단면을 작성하였다. 또한, growing body 역산을 이용하여 3차원 밀도 분포 영상을 구하였다. 2차원과 3차원 밀도 분포도는 공동이 발달한 지역을 잘 가리키고 있으며, 석회암이 지하수에 부분적으로 용해되어 복잡한 형태의 공동 시스템을 구성하고 있고 부분적으로는 상당히 얕은 곳까지 발달해 있을 것으로 해석된다.

본 연구에서는 탄성물성과 저류물성의 관계를 규명하는 암석물리모델링 방법에 대해 소개하고 이를 동해-1 가스전의 저류층에 응용한 결과를 보고하고자 한다. 시추검층데이터를 이용하여 속도(Vp)와 공극률(\phi) 사이의 관계를 저류층 별로 파악하고, 투수율($\kappa$)과 공극률($\phi$)의 관계를 결합하여 Vp와 $\kappa$의 관계에 대한 연구를 수행하였다. Vp-$\phi$모델의 해석 결과 심부 저류층으로 갈수록 상대적으로 속성정도가 증가하고 분급이 불량함을 알 수 있었다. 또한, 위의 결과를 통해 저류층별로 P파 속도로부터 공극률을 정량적으로 예측 할 수 있는 관계식을 제시하였다. Vp-$\kappa$관계식은 시추검층, 코어실험, 박편을 이용한 투수율 예측 시뮬레이션을 통해 획득한 자료를 이용하여 $\kappa-\phi$의 관계식을 산정한 후 Vp-$\phi$관계식과 결합하여 얻을 수 있었고 이 결과 또한 보고하였다. $\kappa-\phi$관계식은 저류층간의 차이가 없어 하나의 모델로 제시하였으나, Vp-$\phi$ 관계식이 달라 저류층별로 각각 다른 Vp-$\kappa$관계식을 얻을 수 있었다. 본 연구에 사용된 암석물리학적 해석방법은 저류층의 특성해석에 있어서 발생될 수 있는 불확실성을 줄일 수 있고, 탄성파 탐사의 결과로부터 저류물성을 정량적이고 신뢰도 높게 판별 할 수 있는 강력한 도구를 제공할 것으로 기대된다.

충적층 구성 물질 중 포화된 실트 혹은 점토층은 상대적으로 낮은 전기비저항 값을 나타낸다. 낮은 전기비저항 값은 이 지층을 투수성이 높은 대수층으로 오인하는 문제를 발생시킨다. 이러한 문제를 극복하고 충적층 내 포화된 실트 혹은 점토층과 모래 혹은 자갈 대수층을 구분하기 위해 전기비저항 조사와 함께 유도분극 조사를 활용하는 방안을 검토하였다. 본 연구에서는 우선, 실내 실험을 통해 충적층 구성 물질별 전기비저항(resistivity)과 충전성(chargeability)을 조사하였고, 비분극 전극을 활용한 현장 수직 전기비저항/유도분극 조사를 수행하였다. 실내 실험을 통해 모래/점토 혼합층에서 점토함량이 증가함에 따라 비저항은 낮아지고, 충전성은 높아짐을 확인하였다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 강변여과 현장에서 전기비저항/유도분극 조사를 수행하였다. 자료의 정량적 해석을 통해, 낮은 비저항과 낮은 충전성을 갖는 지층이 상대적으로 투수성이 우수하고 지하수 산출성이 높은 충적 대수층에 해당되는 것으로 최종 해석하였다.

한국해양연구원 동해연구소(경상북도 울진군 죽변면) 주변해역에 대하여 다중빔 음향측심기와 천부탄성파탐사를 이용하여 해저지질 및 지하구조에 대한 지구물리 조사를 실시하였다. 다중빔 음향측심기를 이용하여 정밀 해저지형조사 및 해저면 영상조사를 실시하여 정밀 해저지형도와 퇴적층 및 암반의 분포도를 작성하였다. 조사해역의 남동쪽에 뽀족한 암반들이 분포하고 있으며 연구소 주변과 조사해역 북서쪽에 퇴적층이 분포하고 있다. 해안선과 평행하게 수심이 발달되어 있으며 동쪽으로 -60m 까지 깊어진다. 퇴적층은 주로 모래층으로 이루어져 있으며 천부탄성파탐사 결과를 통하여 퇴적층의 두께를 구하였다. 향후 지속적인 지구물리 탐사를 통하여 해저지형, 지하구조 및 퇴적환경에 대하여 모니터링 자료를 확보할 예정이다.

터널 시공당시 발생하는 여굴이나 라이닝과 원지반 사이에 발생하는 배면공동은 터널의 안정성에 심각한 문제를 야기할 가능성이 있으므로 모르타르 등으로 반드시 뒷채움 시공을 하여야 한다. 이러한 뒷채움 시공이 필요한 공동의 위치, 규모의 확인 및 뒷채움 시공의 결과를 효과적으로 확인하는 비파괴 방법으로 GPR탐사가 보편적으로 이용되어진다. 본 논문에서는 서울의 ○○ 터널의 천단부에 대하여 뒷채움 시공전 450MHz 주파수 대역의 안테나를 이용하여 연속적인 GPR탐사를 수행하였고, 그 결과 전체 터널구간 중 크고 작은 8개구간의 배면 공동이 존재하고 있음을 확인하였다. 뒷채움 시공 이후에도 동일한 측선에서 GPR탐사를 수행한 결과 시공전에 발견된 배면공동이 모두 효과적으로 메워진 것을 확인할 수 있었으며, 기타 철근이 배근되어진 구간역시 밀착도가 더욱 향상된 것을 확인할 수 있었다.

석조문화재의 풍화도의 산정은 문화재의 진단 및 보존에 매우 중요한 부분으로 많은 경우 풍화암의 속도와 신선암의 속도의 차이를 이용한 경험식에 의존하고 있다. 본연구에서는 국내의 석조문화재를 구성하고 있는 대표적 지역인 익산, 거창, 원주, 괴산, 충주에서 획득한 신선한 화강암을 대상으로 실험실 및 현장측정 장비를 이용해 속도를 측정, 비교하고 이것이 풍화지수산정에 미치는 영향을 알아보고자 한다. PUNDIT을 사용하는 현장측정의 경우 휴대가 간편하나 측정속도의 불확실성이 높을 가능성이 있기 때문에 실험실에서 암삼축 시험기를 이용한 측정과 비교하였다. 이 두 자료를 비교하여 현장측정의 상대적 정확도를 비교, 분석할 수 있었고 이 차이는 암석의 풍화도 산정에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 하지만 일반적으로 풍화도 산정에 쓰이고 있는 신선암의 속도는 5000m/s를 사용하고 있으나, 5개의 지역에서 선정된 신선한 화강암의 속도는 3200에서 4400m/s까지 다양하게 나타났다. 따라서 이러한 차이를 무시하고 풍화도를 산정하는 경우 실제 신선암의 속도를 사용하는 경우에 비하여 그 풍화도가 많게는 2단계 이상 높게 평가되었으며 이는 문화재의 진단 및 보존에 매우 큰 영향을 미칠 것으로 생각된다.

독도화산체 정상부에 대한 연구를 위하여 1999년, 2004년 및 2007년에 획득한 멀티빔음향측심, 해저면영상 및 자력탐사자료를 함께 분석하였다. 독도 주변 연안에서부터 수심 약 -90 m까지의 해저지형은 많은 기복을 가진 변화를 보이는데 차별 침식된 암반 및 테일러스 등의 영향으로 사료된다. 해저지형의 계단형 경사면의 제 4 기 해침 해퇴의 영향을 받은 해안 단구로 생각된다. 북동 및 북서쪽의 수심 약 $-100\;{\sim}\;-120\;m$ 해역에는 작은 분화구 형태의 지형 기복들이 나타나는데 후기 화산활동에 의해 형성된 것으로 판단된다. 해저면영상에서는 독도 정상부에 돌출암반들이 산재하는 전형적인 암반특성을 보인다. 아날니틱신호분포에서 나타나는 독도 육지부에서 북동 및 북서쪽으로 연장되는 이상대는 다른 지구물리자료에서도 나타난 화구륜의 잔해로 예상되는 암반들의 위치와 유사하다. 이 암반들은 독도 화산체 형성 초기에 만들어졌던 화구륜의 일부가 파도에 의한 침식 및 자연붕괴 등으로 유실되고 남은 잔류체로 추정되고, 독도는 남쪽 화구륜의 일부일 가능성이 높다.