• 지질공학
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• 제23권4호
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• pp.457-465
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• 2013

지반 조사를 위해 흔히 수집하는 지표탐사 자료, 시추조사 자료, 지질공학 자료들을 서로 상관시켜 불연속 경계면 및 암반 파쇄대등의 분포를 파악하였다. 전기비저항 입체도와 공내 영상촬영을 통해 개략적인 지질 연약대의 주향 방향을 분석하고, 시추공 사이 탄성파 토모그래피 속도와 로즈 다이어그램을 통해 지층 및 암반 파쇄대의 공간적인 분포대를 파악하였다. 암반의 동적 물성을 파악하기 위해 S-PS 검층과 ${\gamma}-{\gamma}$ 검층으로 동적 탄성계수를 계산하여 푸아송 비 및 P파 속도와의 상관관계를 알아보았다. 지층의 불연속 경계면은 타격수 N값, 개별적인 밀도나 속도 정보를 이용하여 결정하는 것 보다 물리검층에서 수집한 속도와 밀도로부터 계산한 음향 임피던스의 대비, 즉 반사계수 자료와 시각적으로 잘 상관되었다. 암반에 발달한 주요 파쇄대 구간은 그 상부 경계면이 반사계수와 최적 리커 요소파의 곱말기로 계산된 합성탄성파 트레이스에서 극성이 음인 높은 진폭과 잘 상관되었다. 합성탄성파 기록으로 해석된 주된 파쇄대는 실제로 시추 코어 자료에서 관찰된 코어손실 구간 및 공내 영상촬영 자료에서 평가된 낮은 암질 구간과 잘 부합되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.98-104
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• 2011

탐사 지구물리학에서 수치 모사는 지하매질에서의 탄성파 전파 현상을 이해하는데 중요한 통찰력을 제공한다. 탄성파 모사는 음향파 근사에 의한 수치 모사보다 계산시간이 많이 소요되지만 전단응력 성분을 포함하여 보다 현실적인 파동의 모사를 가능하게 한다. 그러므로 탄성파 모사는 탄성체의 반응을 탐사하는데 적합하다고 할 수 있다. 계산 시간이 길다는 단점을 극복하기 위해 본 논문에서는 그래픽 프로세서(GPU)를 이용하여 탄성파 수치 모사 시간을 단축하고자 하였다. GPU는 많은 수의 프로세서와 광대역 메모리를 갖고 있기 때문에 병렬화된 계산 아카텍쳐에서 사용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서 사용한 GPU 하드웨어는 NVIDIA Tesla C1060으로 240개의 프로세서로 구성되어 있으며 102 GB/s의 메모리 대역폭을 갖고 있다. NVIDIA에서 개발된 병렬계산 아카텍쳐인 CUDA를 사용할 수 있음에도 불구하고 계산효율을 상당히 향상시키기 위해서는 GPU 장치의 여러 가지 다양한 메모리의 사용과 계산 순서를 최적화해야만 한다. 본 연구에서는 GPU 시스템에서 시간영역 유한차분법을 이용하여 2차원과 3차원 탄성과 전파를 수치 모사하였다. 파동전파 모사에 가장 널리 사용되는 유한차분법 중의 하나인 엇갈린 격자기법을 채택하였다. 엇갈린 격자법은 지구물리학 분야에서 수치 모델링을 위해 사용하기에 충분한 정확도를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서 제안한 모델링기법은 자료 접근 시간을 단축하기 위해 GPU 장치를 메모리 사용을 최적화하여 가능한 더 빠른 메모리를 사용한다. 이점이 GPU를 이용한 계산의 핵심 요소이다. 하나의 GPU 장치를 사용하고 메모리 사용을 최적화함으로써 단일 CPU를 이용할 경우보다 2차원 모사에서는 14배 이상, 3차원에서는 6배 이상 계산시간을 단축할 수 있었다. 세 개의 GPU를 사용한 경우에는 3차원 모사에서 계산효율을 10배 향상시킬 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.7-17
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• 2005

천부 탄성파 굴절법 탐사를 이용하여 굴절이 발생하는 지층의 속도를 산출하는 것은 ill-posed 문제이다. 계산된 시간 변수들에서의 작은 변화들이 이로부터 산출된 속도들에 커다란 수평적 변화를 가져올 수 있으며 이는 종종 역산 알고리듬의 인위적인 오차를 유발한다. 이러한 인위적인 오차들은 모델링을 통해 인지되거나 보정되지 않는다. 그러므로 만약 모델에 근거한 역산을 통해 정밀한 지하 굴절 모델을 얻고자 한다면 정확한 초기 모델이 필요하다. 탄성파속도에서 인위적인 오차의 원인은 일반적으로 불규칙한 굴절면에 있다. 대부분의 경우에 GRM 방법을 이용하면 불규칙한 굴절면을 다룰 수 있고 굴절면의 정밀한 초기 모델을 만들 수 있다. 하지만 지표에 매우 가까운 극천부 지역 또한 불규칙하다면 GRM 방법의 효능은 감소하고 풍화대 보정이 필요하다. 천부 불균질대에 대한 일반적인 보정방법들은 수평적 확장이 제한된 극천부지역의 불균질대의 경우 효과적이지 못하다. 이럴 경우 GRM 평활화 통계적 방법(Smoothing Statics Method; SSM)이 지층의 속도를 좀 더 정확하게 평가할 수 있는 간단하고 실용적인 방법이다. GRM SSM 방법은 제로 XY 값을 가지고 계산된 시간-심도값들로부터 실제 XY 값을 가지고 얻어진 시간-심도값들의 평균값을 빼줌으로써 평활화 정보정을 수행한다. 심도가 깊어질수록 시간-심도값들이 XY 값에 따라 크게 변하지 않으므로 이들의 평균값은 최적값과 훨씬 더 같아진다. 그러나 극천부의 불균질대에 대해 시간-심도값들은 XY 값들이 증가함에 따라 수평적으로 이동하고 평균화 과정을 통해 대폭 감소한다. 결과적으로, XY값들에 대해 평균화된 시간-심도단면도는 천부의 불균질대에 대한 보정에 효과적이다. 또한 제로 XY 값을 가지고 계산된 시간-심도값들은 천부 불균질대의 영향과 대상 굴절면에 대한 시간-심도값들의 합으로 주어지므로 그들의 차는 정보정을 위해 주시로부터 빼주어야 할 대략적인 값들을 제공한다. GRM SSM 방법은 결정론적인 풍화대에 대한 보정법이라기 보다는 평활화 과정이다. 이 방법은 수평적으로 확장이 매우 제한된 천부 불균질대에 대해 가장 효과적이다. 모델과 현장 적용 결과들을 통해 GRM SSM 방법을 이용하여 불규칙한 굴절면을 가진 지층들에 대해 좀 더 신뢰할 수 있는 정밀한 탄성파 속도를 산출할 수 있음을 보여주고 있다.

• 지구물리
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• 제3권1호
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• pp.49-56
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• 2000

울산단층의 단층분절 연구의 일환으로, 울산단층의 파쇄대로 추정되는 경주-울산간 7번국도와 인접한 지역 17개 측점에서 워커웨이 자료를 획득하였으며, 1-48 m의 옵셋구간에서 기록된 굴절파의 속도이방성을 측정하였다. 기록된 굴절 P파 속도는 평균 1787 m/s로 기반암의 풍화층 상부에서 굴절된 파로 해석되며, 속도이방성은 평균 0.056으로 구조선이 예상주향방향과 일치함을 간접적으로 시사한다. 경상북도와 경상남도의 도경계선를 기준으로 남쪽에서는 예상주향방향의 속도가 예상 경사방향보다 빠른 정상적인 이방성을 보이나, 북쪽으로는 단층의 주향이 여러 방향으로 갈라져있거나, 예상경사방향으로 발달된 구조선이 많이 발달해 있을 가능성이 높은 것으로 분석되었다. 이는 단층이 도경계선 부근을 경계로 울산단층이 분절되어 있을 가능성을 시사한다.

• 지구물리
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• 제8권2호
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• pp.67-74
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• 2005

SH파 굴절법 토모그래피와 표면파 분산자료 역산을 통하여 2차원 S파 속도단면을 각각 구하였고, 비교 목적으로 P파 속도단면도 함께 구하였다. P파와 표면파는 지표에 수직하게 타격하여 발생시켰으며, 100 Hz와 4.5 Hz 수직지오폰 24개로 각각 수신하였다. SH파는 50 kg 나무원목의 좌우를 타격하여 발생시켰고, 8 Hz 수평 지오폰으로 수신하였으며, 좌측타격에서 우측타격을 빼주어 SH파 신호를 강화하였다. 초동주시 토모그램과 표면파 분산곡선으로부터 역산과정을 거쳐서 구한 S파 속도단면을 비교한 결과, 두 단면의 전체적인 양상은 서로 비슷하지만, 표면파 역산으로 구한 S파 속도단면이 전반적으로 작은 값을 갖는 경향을 보인다. 잡음에 취약한 SH파는 P파 및 PS 변환파 도달 이후에 기록되어 초동선택이 어려운 문제가 있으며, 균질한 수평모델을 가정하는 표면파의 분산곡선 역산은 측방 변화가 심한 곳에서 지하구조를 정확히 밝히는데 한계가 있음을 보인다.

• 지구물리
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• 제10권1호
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• pp.37-44
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• 2007

최근 인간의 지적 욕구 충족과 급속한 과학 기술의 발전으로 새로운 측위 시스템인 광역위성항법시스템이 개발되었다. 위치정보 산업은 과거 군사적인 목적뿐만 아니라 민간 목적으로 폭넓게 사용되고 있다. 이는 차량 및 항공 항법, 토목공사, GIS의 자료원, 텔레메틱스, 위치기반서비스 등에서 단순한 측위 시스템의 기능이 아닌 사회 기반 시설의 역할을 담당하고 있다. 미국에 의한 고의적 잡음은 해제되었지만, GPS의 독점과 의존은 절대적이다. 이에 본 연구에서는 순수민간 목적으로 제작되고 서비스 할 예정인 차세대 NSS인 유럽의 Galileo의 영향을 연구하기 위해 소프트웨어를 개발하였으며 이를 바탕으로 측위 기법별 분석을 통해 우리나라에 미치는 실질적인 영향을 분석하였다. 또한 위성수신고 도각을 높게 설정하여 도심지와 같은 차폐환경에서 GPS 단독처리에 의한 방법보다 GPS/Galileo 조합 형태의 우수성을 입증하였다.

• 지구물리
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• 제2권3호
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• pp.201-208
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• 1999

백악기 육성 퇴적분지의 하나인 풍암 퇴적분지 중부에서 획득한 고해상도 탄성파 중합단면을 탄성파 층서학적인 측면에서 해석하고, 시추공 코아자료, 지표지질 및 구조연구 결과와 비교하여 분지 중심부의 지층 특성을 구명하였다. 중합단면상에는 분지의 경계단층, 침식 부정합면, 관입암체 등의 지질구조가 인지되며, 지층을 연대가 젊은 층부터 차례로 층군 I, II, III, IV, V의 5개로 구분하였다. 연구지역은 분지형성 초기부터 장력이 작용하여 많은 정단층들을 형성하였으며, 미고결층 및 풍화층, 퇴적암층이 기반암인 선캠브리아기 흑운모 편마암을 피복하고 있다. 또한 북서-남동 방향으로 분포하는 퇴적암과 화강암의 경계가 단층에 의하여 수직적으로 구분된다. 이후 화강암류가 관입하여 풍암분지 각처에 지구조 파쇄대와 대소 단층을 발달시켰다. 관입암체인 안산암은 기존에 퇴적되었던 퇴적암층 V를 관입하였는데, 이는 풍암분지 내에서 마그마 관입에 따른 화산암의 생성이 간헐적으로 존재했음을 시사한다. 층군 I과 II에서와 같이 조립질 선상지 퇴적물과 화산쇄설물을 많이 함유하고 있는 퇴적물이 분지 내에 충진되면서 계속되는 주향이동의 지구조 운동을 받아 변형되었다.

• 지구물리
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• 제2권3호
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• pp.155-168
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• 1999

한반도 동남부에 위치한 양산단층대에 대한 고지진학적 연구가 역사지진 자료, 변위지형에 대한 항공사진 판독, 트렌치 굴삭 조사를 통하여 종합적으로 시도되었다. 역사시대에 발생한 피해지진들의 진앙분포는 제4기 후기 이후 활동한 양산단층이나 울산단층이 역사지진의 지진원 단층일 가능성을 나타내 주고 있다. 제4기 단층운동과 연관된 지형적인 증거는 양산단층대 북부에서는 유계리, 토성리-냉수리 일대, 남부에서는 언양-통도사 구간의 단층선을 따라 선명하게 나타난다. 양산 주단층대에는 뚜렷한 단층비지대가 나타나며 단층대 부근에는 NNE-SSW 방향의 선구조선이 우세하게 분포한다. 양산단층대 북부 유계리에서는 약 3 m 두께의 저위단구면이 역단층 운동에 의한 단층변위를 나타낸다. 양산단층대 남부 언양일대에서는 제4기 후기 고위지형면 형성 후 5∼12 m 정도 동측상승의 수직변위를 동반하되 주향이동이 우세한 단층운동이 트렌치 굴삭과 지형분석을 통해 나타난다.

• 지구물리
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• 제9권2호
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• pp.135-145
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• 2006

미국 해양대기청의 CCM3 기후모델을 이용하여 마지막최대빙하기 (Last Glacial Maximum(LGM)의 기온 및 물. 이용된 수치모델의 수평해상도는 약 75 km로 비교적 상세한 기후 기작들이 표현된다. LGM 실험은 CLIMAP 프로젝트에서 복원된 표층해수가 경계조건으로 이용되었으며 , LGM에 낮았던 대기 이산화탄소농도(200 pm) 이 적용되었고, 대륙빙하를 포함한 LGM 지표지형이 표현되었다 . LGM 경계조건하에서 전구온도는 겨울철 6.1도 여름철 5.6도 그리고 연평균 6도정도 감소한 것으로 시뮬레이션 된다 . 표층 기온의 감소는 14% 감소하고 여름에 17% 그리고 연간 13% 감소한다. 하지만, 미국, 남부유럽, 동아프리카, 남아메리카 등은 겨울에 현재보다 더 습하게 나타나며 , 캐나다 와 중동 지방은 여름철에 습윤하게 시뮬레이션 된다 . 이런 결과들은 호수면 변화기록으로부터 복원한 고기후 프락시 물수지 자료들과도 대체로 잘 일치한다 . 전체적으로 고해상도 기후모델은 지상에서 나타나는 세부적인 특징들을 잘 재현해내고 있다 .

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 제7회 특별심포지움 논문집
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• pp.93-116
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• 2005

기존 1차원 SPT 업홀 기법의 개선을 통하여 지반의 2차원적인 전단파 속도 분포를 경제적으로 도출하고자 하였다. 다수의 감지기를 사용하여 SPT 업홀 시험을 수행하고 시추공-지표면 조합의 주시 토모그래피 역산을 수행하게 되면 시추공 주변 지반에 대해 삼각형 형태의 전단파 속도 분포를 도출할 수 있다. 이러한 SPT 업홀 토모그래피 기법의 중요한 요소로는 정확한 전단파 성분의 도달시간 정보 획득 및 검증된 토모그래피 역산 프로그램의 적용이라 할 수 있다. SPT 업홀 기법에 대한 유한요소 수치해석을 통하여 수직 수평 입자 움직임의 크기합을 활용하여 도달시간 정보를 산출하는 것이 객관적이며 가장 정확한 결과를 주는 것으로 나타났다. 그리고 다양한 지반 모델에 대해 가상의 SPT 업홀 기법 수행을 통해 산출된 이론적 도달시간 정보로 토모그래피 역산 프로그램인 GeoTomCG를 사용하여 2차원 속도부포를 도출하여 봄으로써 GeoTomCG 프로그램의 신뢰성에 대해 검증하였다. 최종적으로 상향 및 하향으로 경사진 지반 모델에 대한 SPT 업홀 수치해석 모델링을 통해 지표면에서의 속도 시간 이력곡선을 획득하였고 도달시간 정보 획득 및 토모그래피 기법을 수행하여 그 결과를 수치모델 입력값과 비교해 봄으로써 SPT 업홀 기법의 2차원 적용 가능성을 확인하였다. 마지막으로 김제 지역의 풍하토 지반에서 SPT 업홀 시험을 수행하여 획득한 도달시간 정보를 이용하여 토모그래피 기법을 수행, 그 결과를 SPT-N값 등의 시추 자료와 비교하여 SPT 업홀 토모그래피 기법의 현장 적용성을 확인하였다.