• 지구물리와물리탐사
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• 제6권3호
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• pp.138-142
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• 2003

공대공 탄성파 자료를 3개 단면에서 획득하였다. 이 단면들은 한 터널을 가로지르는데 단면상의 터널의 상태는 공동, 모래로 충전, 그리고 버럭으로 충전된 상태이다. 이 세 개 단면 기록으로부터 P와 S파의 초동을 발췌하여 P와 S속도 토모그램을 작성하였다. 6개의 토모그램 중 단지 1개의 토모그램만이 터널의 영상으로 해석할 수 있는 국부적인 저속도 구간을 표출하였다. 이 토모그램은 공동상태의 터널을 지나는 단면의 P파 속도영상이다. 이 사실은 본 주시토모그래피의 공간 분해능을 산출한 수치해석결과와 일치하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2009년도 학술대회 초록집
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• pp.147-154
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• 2009

암석의 속도를 정확히 예측하기 위해서는 속도에 1차적인 영향을 미치는 공극구조의 연구가 필수적이다. 이에 본 연구에서는 고해상도 구조 해석에 가장 많이 사용하고 있는 X선 토모그래피 방법을 이용하여 공극구조를 획득하였다. 그러나 X선 토모그래피 방법의 경우 그 역산과정에서 발생하는 smoothing 효과에 의해 공극구조가 왜곡될 수 있다.이를 간단한 공극구조 생성 방법인 single threshold 방법으로 이분화 할 경우 grain contact 부분이 명확히 표현되지 않아 입자의 접촉면적에 좌우되는 속도의 경우 많은 오차를 야기한다. 또한 grain contact의 정확한 기술을 위해서는 고해상도 토모그램 획득이 매우 중요하며, 해상도에 따른 속도의 변화양상 또한 정량적 분석이 필요한 부분이다. 이를 위해 본 연구에서는 영상처리 기법을 적용하여 다양한 이분화를 시도하고, 서로 다른 해상도의 토모그램을 이용하여 이들이 속도 계산에 미치는 영향을 분석하였다. 다양한 영상처리 기법을 적용한 결과 single threshold 방법으로 이분화 한 결과보다 정확한 접촉면적을 보여주는 이분화 결과를 얻을 수 있었지만 실제 계산된 속도에서는 그 향상 정도가 미미하였다. 고해상도 토모그램을 이용한 경우에는 입자의 grain contact이 명확하게 표현되었고, 속도 또한 상당히 향상된 결과를 보여주었다. 결론적으로 디지털 공극구조에서 시뮬레이션을 통한 속도 예측의 경우, 입자의 접촉 부분을 정확히 기술 할 수 있는 높은 해상도의 토모그램이 필수적이며, smoothing 효과의 제거 등의 영상처리와 병행된다면 보다 정확한 암석의 속도 예측이 가능할 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권4호
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• pp.255-260
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• 2006

인접한(대략 1.5 m) 두 개의 시추공에서 확인한 화강암 전단대는 그 폭과 물성(투수율)에서 상당한 차이가 있다. 시추공 간 전단대의 투수율의 분포 특성을 규명하고자 고주파수(>10 kHz) 신호에 의한 시추공 탄성파 토모그래피 탐사를 실시하였다. 시추공에서 획득한 투수율과 탄성파 속도 토모그램에 표출된 속도 패턴을 대비한 결과는 고해상 공대공 속도 토모그램이 전단대의 특성, 즉 균열빈도, 폭, 연장 등에 대한 유용한 정보를 제공할 수 있다는 사실을 제시하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제1권1호
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• pp.25-30
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• 1998

공동충전 효과를 검증하기 위하여 실시한 시차 공대공 탄성파 탐사자료로부터 지하공동 부존 지역에서 충전 전과 후에 매질의 탄성파 전파속도의 변화를 확인하였다. 시차 공대공 탄성파 탐사자료에 나타난 반응과 시추조사 결과에 의하면 본 지역의 공동은 규모가 극히 소규모이거나 또는 폐석 등으로 충전된 것으로 보인다. 공동충진 효과는 토모그래피로부터 도출된 속도단면상의 탄성파 속도의 증가량을 분석함으로써 평가하였다. 시추공용 에어건을 진원으로 24-채널 하이드로폰을 수진기로 하여 자료를 취득하였다. 취득한 자료에는 무시할 수 없을 정도의 source statics를 확인할 수 있었다. 본 논문에서 제시한 보정방법은 2단계로; 1) 불규칙한 발파시점에 의한 영향 보정과 2) 잔여 정보정으로 이는 진원의 부정확한 위치에 대한 정보정이다. 본 논문에서는 고주파수 성분의 수치잡음이 억제되고 관심대상 부분에서 비교적 고분해능 영상을 도출할 수 있는 다단계 역산 방안을 제시하였다. 일반적으로 최소자승 주시토모그래피로는 평활화된 속도 영상을 얻을 수 있다. 따라서 이러한 역산으로는 비교적 소규모의 구간에서 발생한 적은 속도변화를 영상화하기에는 어려운 면이 있다. 본 논문에서는 속도모델의 파라메터를 변화시킨 2단계 제어 역산법으로 도출한 시차 토모그램으로부터 채굴 영향대에서 발생한 매질의 속도변화를 시각화 할 수 있었다. 2단계 역산법은 1-단계에서는 적정한 크기의 균일 격자로 구성된 모델을 사용하여 토모그램을 작성하고 이 토모그램에 2차원 중위수 필터를 적용하여 대략적인 속도구조 모델을 작성한다. 2-단계 역산시는 1-단계에서 작성한 속도모델을 수정하여 초기 모델로 한다. 모델 수정은 관심대상 부분만을 작은 크기의 균일격자로 재구성하는 것이다. 기준조사 토모그램을 2차 조사자료 역산의 초기 속도모델로 사용하였다. 속도변화는 공동대 부근에서만 예상되므로 그 이외 부분의 속도는 기준 토모그램과 동일하게 고정시키고 역산을 수행하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권4호
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• pp.347-354
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• 2009

암석의 물성을 정확히 예측하기 위해서는 물성에 일차적인 효과를 미치는 공극구조에 대한 이해가 매우 중요하며, 정확한 공극구조와 물성시뮬레이션을 이용한 다양한 물성예측 및 변화양상의 정량적 상관관계는 많은 지구물리분야에 응용할 수 있다. 최근 비파괴 구조해석방법, 특히 X선 토모그래피를 이용한 고분해능 스캔 등이 상용화되고 컴퓨터의 성능이 향상됨에 따라 실제의 공극구조를 이용하여 투수율을 예측하는 연구가 시도되고 있다. 본 연구에서는 이러한 연구를 투수율뿐만 아니라 속도와 전기전도도의 영역으로 확장하려는 시도를 하였다. 하지만 토모그래피 방법에서 발생하는 smoothing 효과에 의해 공극구조가 왜곡되고 계산된 물성에 오차가 발생하여, 영상처리기법(sharpening filtering 및 인공신경망 분류법)을 사용하여 smoothing 효과를 제거하는 방법을 시도하였다. 그 결과 가시적으로 향상된 공극구조를 얻을 수 있었고, 투수율 및 전기전도도의 계산값도 이론적 모델링과 유사한 정도의 정확도를 얻을 수 있었다. 하지만 속도의 경우에는 smoothing 효과의 제거에도 불구하고 오차도 상대적으로 크고 향상정도도 매우 미미하였다. 박편과 토모그래피에서 얻어진 공극구조의 비교 연구를 통하여 본 연구에서 사용된 사암의 경우에는 토모그래피에서 얻어진 해상도가 너무 낮은 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 이유로 smoothing 효과가 제거되어도 속도예측의 향상은 그리 크지 않은 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구에서 제시된 방법은 토모그램의 smoothing 효과를 효율적으로 제거하였으며 이는 토모그래피방법으로 공극구조를 획득할 때 유용하게 사용될 것으로 기대된다. 또한 속도예측의 경우 토모그램의 해상도가 매우 중요한 인자로 판명되었으며 투수율 예측에 일반적으로 사용되는 해상도보다 최소 세 배 이상의 높은 해상도가 요구되는 것으로 파악되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제6권2호
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• pp.71-76
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• 2003

정확한 초동 발췌는 고해상 속도 토모그램 도출에 중요한 요소이다. 주시 발췌의 정확도에 영향을 주는 2가지 요인은 지질학적 요인과 기계적인 요인이 있다. 중요한 기계적인 요인은 발파시간 제어이다. 임펄시브형 시추공 탄성파 송신원에 의한 기록에서 다음과 같은 문제가 확인되었다. 즉, 불규칙한 발파시간 제어 문제와 기록에 나타난 발파시간의 불확실성이다. 이러한 발파시간 문제는 발췌된 초동에 정확도를 저하시키게 되며, 따라서 속도 토모그램을 왜곡시키게 된다. 본 연구에서는 수평방향의 속도와 NMO 속도를 반복적으로 비교함으포써 최적의 발파시간을 산출하는 방법을 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제11권2호
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• pp.120-121
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• 2001

연구의 목적은 콘크리트 결함 발견을 위하여 탄성파를 사용하여 구조물의 속도전파 단면도를 영상화시키고 그 결과를 분석하고자 하였다. 탄성파의 전파 양상을 유한요소법을 이용하여 이론모형에서 계산하고, 그 이론을 실험실의 구조물 모형에 적용하여 토모그램을 작성하였다. 또한 초동 주시를 5개 단계로 선택하여 역산을 행하였으며 계산된 탄성파 속도전파 단면도를 비교하여 가장 편리하고 정확한 초동주시 발췌법을 제시하였으며, 이러한 초동주시에 의해서 모형실험을 행하였다.

• 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.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.125-130
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• 2006

풍암분지 내에 위치한 시험시추공을 중심으로 서로 직각인 2개 측선을 따라 획득한 지표 굴절법 및 원거리 수직탄성파 자료의 초동을 토모그래피 방식으로 동시에 역산하였다. 지표 탄성파자료는 48개 타격점에서 5kg 해머로 발생시킨 지진파를 3 m 간격 21개 지표지오폰과 1개 3성분 공내지오폰으로, 수직탄성파 자료는 수평거리 $-19.5{\sim}+19.5\;m$ 범위에서 해머로 발생한 지진파를 공내 $9{\sim}99\;m$ 깊이구간에서 3성분으로 각각 기록하였다. 지진파총 자료를 이용하여 지표 굴절파자료의 지연시간을 보정한 후, 지표 및 시추공 초동자료를 동시에 역산하고 속도 토모그램을 작성하였다. 속도 토모그램은 시추공 위치에서 속도 750 m/s 이하의 표토층이 1.8 m 두께로 분포하며, 신선한 암석층이 깊이 12 m 정도부터 존재함을 보인다. 깊이 $31{\sim}40\;m$ 구간에서 5353m/s의 암석층 속도는 깊이 $65{\sim}73\;m$ 구간에서 4262 m/s로 변한다. 시추코아 자료와 비교할 때, 이러한 큰 속도변화는 암종 및 파쇄의 영향인 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제6권2호
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• pp.101-107
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• 2003

프레넬 볼륨을 이용하는 B차원 탄성파 주시 토모그래피 기법을 개발하고 수치자료를 이용하여 알고리즘의 타당성을 검증하였다. 3차원 주시 토모그래피 기법의 현장자료에의 적용성을 고찰하고자 시추공 간 탄성파 현장자료에 대한 주파수 특성 및 송수신 배열 커버리지를 검토하여 약 8m의 분해능의 3차원 입방체의 속도정보를 도출하였다. 3차원 속도분포를 기존의 2차원 토모그램과 비교하였을 때 두 결과가 잘 일치함을 확인함으로써 3차원 토모그래피 알고리즘의 현장 적용성을 확인하였다.