• 한국지반공학회논문집
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• 제22권12호
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• pp.15-24
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• 2006

공학적 물성치로서의 저변형율에서의 전단탄성계수의 결정은 다양한 토목분야에서 매우 중요하다. 이러한 지반의 전단 파탄성계수 주상도는 비파괴 탄성파 실험을 통하여 결정될 수 있다. 비파괴 탄성파 실험은 대상지반의 분산곡선을 결정하고, 결정된 분산곡선에 대한 역산을 수행하여 대상지반의 전단파탄성계수 주상도를 결정한다. 이러한 비파괴 탄성파 실험은 결정되는 분산곡선의 종류에 따라 크게 두가지로 구분할 수 있다. 첫번째는 겉보기 속도 분산곡선을 사용하는 방법과, 두번째는 모드 분산곡선을 사용하는 방법이다. 모드 분산곡선을 결정, 역산에 사용하는 방법의 경우, 계산 시간의 감소와 역산의 모호성을 감소시킬 수 있다. 모드 분산곡선을 결정하기 위해서는 다수의 감지기를 사용하는 다채널 표면파 실험을 통해서만 가능하다. 이러한 다수 감지기의 필요성은 현장에서의 실제 적용에 있어 실용성을 떨어뜨릴 수 있다. 본 논문에서는 HWAW방법을 표면파 모드 분해 및 모드 분산곡선 결정에 적용하였다. 제안된 방법은 $1{\sim}3m$의 감지기 간격을 가지는 2개의 감지기를 사용하는 짧은 실험구성을 사용하여 대상지반의 모드 분산곡선을 결정한다. 제안된 방법을 검증하기 위하여 수치 모의 실험과 현장실험을 수행하였으며, 이를 통하여 제안된 방법의 타당성을 확인할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.329-337
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• 2007

밀도, P파속도, S파속도, 공경 등 주요 시추공 환경 요소의 변화가 분산에 어떠한 영향을 미치는지를 파악하기 위하여 먼저 우리나라에 분포하는 주요 암석의 물성을 대표하는 7 가지의 모델에 대한 분산곡선을 구했다. 단극음원과 쌍극음원을 고려했으며 76 mm 시추공과 150 mm의 시추공 조건이 고려되었다. 음원과 시추공경 그리고 물성을 달리하는 여러 환경에서 유도된 분산곡선을 비교 분석함으로써 시추공 음파의 분산특성, 특히 소구경 시추공에서의 분산특성을 규명할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.77-84
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• 2001

SASW 기법은 실험에서 얻은 실험분산곡선이 현장 지반 강성의 주상을 합리적으로 반영하므로 실험결과로부터 전단파 속도 주상도를 신속하게 결정할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나, 실험결과를 해석하는 과정에서 현재까지는 지반의 층상구조를 수평으로 가정하는 근본적인 한계점을 지니고 있었다. 이는 지반이 수평층상구조가 아닐 경우 해석적인 해를 구하기 힘들기 때문이다. 본 논문에서는 유한요소 수치해석을 통하여 경사진 지반에서 SASW 기법을 수행했을 경우 지반경사를 고려한 지반 조건이 실험분산곡선에 미치는 영향을 규명하였다. 이를 위하여 지반의 기울기와 표면파 전파 방향이 실험분산곡선에 미치는 영향과 파의 전파형상에 미치는 영향을 규명하기 위한 해석을 수행하였다. 해석결과 경사지반에서 지반 조건이 변함에 따라 실험 분산곡선에 많은 변화가 나타났고, 경사진 지반에서 파의 전파현상은 수평 층에서의 파의 전파형상과는 전혀 다른 특성으로 나타남을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.115-123
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• 2008

지반과 같은 다층으로 구성된 시스템을 통과하여 전파되는 파의 분산특성은 표면파 지반조사에서 매우 중요한 요소이다. 이러한 표면파의 분산곡선(주파수위상속도 곡선)은 크로스 파워 스펙트럼에 의해 결정되는 위상 스펙트럼을 사용하여 쉽게 결정할 수 있다. 그러나 크로스 파워 스펙트럼에 의해 결정되는 분산곡선은 현장에 항상 존재하는 잡음에 의해 쉽게 손상되며, 손상된 분산곡선을 사용하는 경우 잘못된 조사 결과를 도출하기도 한다. 본 논문에서는 이러한 기존 방법의 문제점을 해결하고자 하모닉 웨이브릿 변환을 이용한 새로운 위상 스펙트럼 결정방법을 제안하고 이를 분산곡선을 결정에 적용하였다. 제안된 방법은 효과적으로 현장에 존재하는 배경잡음의 효과를 제거할 수 있다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여, 지반을 모사한 다층구조에 대해 수치모의실험을 수행하였다. 수치모의실험을 통하여 제안된 방법이 심한 잡음조건하에서도 효과적으로 신뢰할 수 있는 위상 스펙트럼과 분산곡선을 결정할 수 있음을 볼 수 있었으며, 이를 통하여 제안된 방법의 타당성을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1770-1773
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• 2008

수위-유량 관계 곡선식에 포함되어져 있는 매개변수를 추정하기 위해 많이 사용되는 로그선형 회귀분석은 잔차의 비등분산성(heterocesdascity)을 고려하지 못하므로 본 연구에서는 의사우도추정법(Pseudo-likelihood Estimation, P-LE)에 의해 분산함수를 추정하고 이와 함께 회귀계수를 추정할 수 있는 방법을 제시하였다. 이 과정에서 제시된 회귀잔차를 최소화하기 위하여 SA(simulated annealing)이라는 전역 최적화 알고리즘을 적용하였다. 또한 수위-유량 관계 곡선식은 단면 등의 영향으로 인해 구간에 따라 각각 다르게 구축되어져야 하므로 이를 보다 객관적으로 판단하고 분리 위치를 정확히 추정하기 위하여 Heaviside 함수를 의사우도함수에 포함시켜 결과를 추정하도록 하였으며, 2개의 구간을 가지는 유량자료를 이용하여 제시된 방법의 합리성을 통계적으로 실험하였다. 이와 같이 통계적 실험을 통해 제시된 방법들이 기존 방법과 비교하여 가질 수 있는 장점을 파악하였으며, 제시된 방법들을 금강유역 5개 지점에서 대해 수행하여 효율성을 검증하였다.

• 한국광학회지
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• 제12권6호
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• pp.479-484
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• 2001

광자 크리스탈의 광자 밴드갭이나 비정상적인 광 분산 현상 등의 특성을 분석하려면 광자 크리스탈 구조에 따른 밴드 구 조와 분산 곡선의 계산이 필요하다. 본 논문에서는 시간 영역에서의 계산 방법인 Finite-Difference Time-Domain방법과 주기적 경계 조건을 이용하여 밴드 구조와 분산 곡선을 계산하였으며, 몇 가지 간단한 2차원 크리스탈 구조에 대하여 그 계산 결과를 제시하였다. 또한 밴드갭 내부에 존재하고, 공간적으로 지역화된 디펙트 모드를 계산하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권3호
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• pp.230-241
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• 2008

주변 잡음 자료를 이용한 부지 특성 규명 방법으로 삼각형 배열, 육각형 배열, 반원형 배열에 따른 표면파 분산곡선의 도출 특성을 파악하였고, 터키 이즈밋시의 인근 부지에 대한 부지특성을 살펴보기 위하여 주변 잡음 자료로부터 표면파 분산곡선과 H/V비를 도출하였다. 또한 MASW를 수행하여 고주파 분산곡선인 기본 모드와 1차 모드 분산곡선을 도출하였고 역산을 수행하여 S파 속도 구조를 구하였다. 표면파를 이용한 5파 속도 구조 규명에서는 역산시 비유일해의 문제가 발생하므로, MASW자료의 초동을 이용한 굴절법 토모그래피를 동시에 수행하여 얻어진 속도구조 비교를 통해서 유일해를 결정하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.67-76
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• 2001

현장지반의 최대전단탄성계수를 신속하고 합리적으로 구할 수 있는 표면파기법에 대해 유한요소법을 이용하여 시뮬레이션 할 경우 적용할 수 있는 효율적인 해석조건에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구결과 파의 전파형상을 효율적으로 묘사하기 위하여는 관심 있는 최소 파장에 대한 유한요소 크기의 비가 매우 중요한 요소임을 확인하였고, 데이터의 측정시간간격도 중요한 요소임을 확인하였다. 또한, 유한요소해석을 이용하여 얻은 반무한체 시스템과 2층 시스템의 분산곡선과 이론적 분산곡선이 비교적 잘 일치함을 볼 수 있었다. 따라서, 유한요소해석을 적절히 적용하는 경우에 표면파기법을 효과적으로 시뮬레이션 할 수 없음을 확인하였다. 현장지반의 최대전단탄성계수를 신속하고 합리적으로 구할 수 있는 표면파기법에 대해 유한요소법을 이용하여 시뮬레이션 할 경우 적용할 수 있는 효율적인 해석조건에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구결과 파의 전파형상을 효율적으로 묘사하기 위하여는 관심 있는 최소 파장에 대한 유한요소 크기의 비가 매우 중요한 요소임을 확인하였고, 데이터의 측정시간간격도 중요한 요소임을 확인하였다. 또한, 유한요소해석을 이용하여 얻은 반무한체 시스템과 2층 시스템의 분산곡선과 이론적 분산곡선이 비교적 잘 일치함을 볼 수 있었다. 따라서, 유한요소해석을 적절히 적용하는 경우에 표면파기법을 효과적으로 시뮬레이션 할 수 없음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권1호
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• pp.154-162
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• 2009

단극 및 쌍극 음원을 이용하여 S파속도 결정에 큰 영향을 미치는 분산특성을 연구하였다. 이를 위하여 동일한 물성을 가지면서 공경을 달리하는 3종류의 시추공모형(${\Phi}520\;mm$. ${\Phi}150\;mm$and ${\Phi}76\;mm$)을 중심으로 이른 분산곡선을 구하고 공경과 공내검층기 존재 유무에 따른 분산 특성의 변화를 비교 분석하였다. 분산곡선의 형태는 단극음원에서 시추공 내의 공내검층기 유무에 크게 영향을 받지 않고 비슷하게 나타난 반면에 쌍극음원에서는 공내검층기 유무가 큰 차이를 보였다. 반면에 절단주파수에서는 쌍극음원에 비하여 단극음원에서 공내검층기 유무에 따른 차이가 크며 특히 소구경 시추공에서 큰 차이를 보여 단극음원을 이용한 토목시추공 음파검층에서 주파수 선택이 매우 중요한 변수가 될 수 있음을 보였다. 수치모델링결과, 절단주파수와 시추공경과의 관계는 기존에 알려진 일반적인 반비례 관계보다는 지수함수적으로 감소하는 관계임을 확인하였으며, 분산모드의 종류나 공내검층기 유무에 상관없이 각 환경에 있어서의 절단주파수 값을 지수함수로 표시할 수 있었다. 특정 시추공 환경에서의 분산곡선 및 분산특성들은 과거 연구결과들로부터 비교적 잘 알려져 있지만 분산곡선의 직접 비교에 의하여 분산특성에 미치는 시추공경과 공내측정기 영향을 보다 구체적으로 밝힐 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.5-17
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• 2009

HWAW 기법은 시간-주파수 해석을 통해 신호/잡음비가 최대가 되는 부분을 이용하여 실험 분산곡선을 획득하고 full wavefield를 고려하는 정모델링 기법을 통해 역산을 수행한다. 따라서 다른 표면파 기법에 비해 짧은 측선 설정이 가능하며 2차원 전단파 속도 분포를 도출하기에 유리하다. 수평층 가정이 성립되지 않는 지반에서의 HWAW 기법 적용성을 평가하기 위해서 수치해석 검증 연구를 수행하였다. HWAW 기법을 통해 각 거 리별로 획득한 실험 분산곡선들은 전반적으로 full wavefield를 고려한 이론 분산곡선과 유사한 형태를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 경사면 반사파에 의한 분산곡선의 왜곡현상은 적절한 감지기 간격 조절을 통해 줄여줄 수 있음을 확인할 수 있었다. 도출된 실험 분산곡선은 가진 원으로부터 감지기까지의 영역보다는 감지기 사이 영역에 주되게 영향을 받는 것으로 나타났다. 이로써 HWAW 기법으로 합리적인 전단파 속도 분포의 도출이 가능한 것으로 판단되었으며 고찰한 결과를 바탕으로 실제 현장에서 지반 영상화를 시도하였다.