• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.323-330
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• 2017

지하 지층의 확인은 지표면 지질조사, 시추코어 분석, 시추코어 관찰, 물리검층 자료 분석 등의 다양한 방법을 이용한다. 이 가운데 물리검층 자료는 원위치에서 연속적으로 물성을 제공하므로 시추코어 분석 자료와 더불어 지층의 확인에 활용되고 있다. 본 연구에서는 완전파형 음파검층과 밀도검층 자료에서 이방성 변수를 구하고 이를 이용하여 지층의 구분에 적용하고자 하였다. 톰슨 이방성 변수(${\varepsilon},\;{\delta},\;{\eta}$)는 바쿠스(Backus) 평균법을 P파와 S파 속도, 밀도검층 자료에 적용하여 계산하였다. 이와 같은 방법을 캐나다 블랙풋의 물리검층 자료에 적용한 결과, 12개 구간으로 지층을 구분 할 수 있 수 있었다. 즉, 탄성파 속도 이방성을 반영하는 톰슨 이방성 값의 변화에서 지층의 구분이 가능하였고 지층 구분에 많이 이용하는 자연감마선검층 자료가 없는 경우에도 톰슨 이방성 변수를 이용하여 지층 구분이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권5호
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• pp.429-435
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• 2005

물리탐사와 시추자료에 대해 지구통계학적 복합해석 기술을 적용하여 3차원의 암반등급 해석을 수행하였다. 자료 복합 해석을 위한 다양한 지구통계학적 기술 중에서, 본 연구에서는 물리탐사 자료의 값을 추정하고자 하는 지점의 암반등급의 평균치로 치환하는 국소 변이 평균에 의한 단순 크리깅 기술(Simple Kriging with local varying means)을 사용하였다. 암석의 전기비저항 값은 RMR(Rock Mass Rating)값과 양의 상관관계를 갖는 것으로 알려져 있으나 상관 관계 만에 의한 대응방식은 그 양상이 매우 복잡하고 공간적으로 연관되어 있는 경우가 많아 단순히 적용하기 어려운 경우가 많다. 본 연구에서는 전기비저항과 RMR의 일반적 선형 상관관계 외에 지시자 변환(indicator transform)에 의한 비선형 상관관계를 유도하는 방식을 제안하였다. 또한 본 연구에서는 선형 및 비선형 상관관계에 의해 대응된 비저항 값이 실제 RMR과 비교할 때 나타나는 잔차(residual)에 대해 3차원 지구통계학적 분석을 적용하여 이 결과를 상관관계 결과에 추가함으로써 공간적 특성을 반영하는 RMR 평가를 수행할 수 있었다. 사용된 물리탐사 자료는 전기비저항 및 MT(Magnetotelluric) 탐사 자료이며, 총 10공의 시추자료를 통해 획득한 암반등급 값을 이용하였다. 이와 같은 해석은 조사 대상에 대한 광역적 지질조건을 보다 현실적으로 반영하는 암반등급 분포를 만들어내는 것으로 보인다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권10호
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• pp.49-60
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• 2022

지상공간의 건설부지 부족 현상으로 인한 도심지 지하화가 진행되고 있으며, 이에 따른 건설부지의 정확한 지반특성 평가가 요구되고 있다. 본 논문에서는 지하공간을 활용한 복합플랜트 후보부지에 대한 지반특성 파악하고자 시추조사와 다양한 물리탐사 방법 중 지표 탐사인 탄성파 굴절법 탐사와 전기비저항 탐사를 수행하였다. 시추조사는 BH-1 ~ BH-9까지 총 9개 시추공에서 수행하였으며, 일정한 간격을 유지하여 각 공에서의 지하수위 및 지질구조의 수직분포 등에 대한 정보를 획득하였다. 탄성파 굴절법 탐사에서 각 지층의 구간별 속도 및 지층 두께를 측정하였으며, 전기비저항 탐사는 쌍극자 배열법을 이용하여 지층의 전기비저항 분포를 파악하였다. 시추조사 결과를 종합하여 대상지반의 토사층 분류 및 기반암선을 파악하였으며, 물리탐사 결과를 통해 파쇄대와 같은 이상대를 평가하였다. 본 논문은 시추조사와 물리탐사 기법을 활용하여 지하복합 플랜트 후보부지에 대한 지반특성 파악하였고, 향후 시추조사와 물리탐사를 병행하는 지반조사에 참고 자료로 쓰일 수 잇다는 점에서 의의가 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.573-573
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• 2009

지열에너지는 지구가 생성될 당시부터 지구 내부에 존재하는 무한한 열에너지로 온실가스 배출이 적으며 태양광이나 풍력 등 다른 신재생 에너지와는 달리 일정한 에너지를 공급할 수 있는 항상성 에너지로 기저부하를 담당할 수 있다. 지열을 이용한 전력 생산은 1904년에 이탈리아 라데렐로에서 처음으로 시작되었으며, 현재까지 화산지대를 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 2001년에서 2005년 사이에 전세계 지열발전용량은 약 13% 증가하였으며, 2005년을 기준으로 약 8,933MWe의 지열발전설비가 가동 중이다. 최근 들어 지하 심부까지 시추하여 지열저장소(geothermal reservoir)를 형성하고 이를 통해 지열에너지를 생산하는 새로운 시스템인 EGS(Enhanced Geothermal Systems)가 개발됨에 따라 비화산지대에서도 지열발전소를 건설하려는 움직임이 가속화되고 있다. EGS는 지하 심부의 불투수성 결정질 암반에 존재하는 지열에너지의 경제적인 생산뿐만 아니라 물을 주입하여 생산시키는 순환 방식을 이용하여 지열에너지 획득의 매개 역할을 하는 지열수의 고갈 문제를 해결하였다. 결정질 암반에서의 지열저장소의 형성은 암반 내에 분포하는 불연속면에서 주로 발생하며, 이를 위한 압력 조건은 현지 암반의 응력 분포 특성과 암반 및 불연속면의 물성에 좌우된다. 시추공을 통해 지하 심부의 암반에 수압이 가해지면 물의 주입으로 불연속면의 마찰력이 감소하며, 이로 인해 불연속면에 전단변형이 발생하게 된다. 전단변형은 불연속면을 열린 상태로 유지시켜 지열저장소를 형성하게 된다. 불연속면의 전단 변형시 발생하는 미소 탄성파는 시추공 주변에 설치한 모니터링 장비에서 측정되며, 모니터링 장비에 의해 측정된 미소 탄성파 발생 지점의 클러스터는 지열저장소의 공간적 분포 및 규모를 추정할 수 있는 자료가 된다. 현재 EGS를 이용한 지열발전 프로젝트는 프랑스 슐츠, 스위스 바젤, 호주 하바네로에서 대표적으로 진행 중이다. 슐츠는 현재 1.5MWe의 파일럿 플랜트를 가동 중이며, 하바네로는 파일럿 플랜트 건설 단계를 진행중이다. 스위스 바젤은 지열저장소를 형성시킬 목적으로 수행된 주입시험에서 발생된 문제에 대한 기술의 신뢰성을 확보할 목적으로 잠시 중단된 상태다. 제주도는 신생대에 분출하여 형성된 대표적인 한국의 화산지형으로 지열부존 가능성이 높을 것으로 예상되는 지역이다. 따라서 폐사는 지열에너지 부존 특성을 파악하기 위한 심부 물리 탐사 및 탐사정 시추가 실시될 예정이며 궁극적으로 국내 최초의 상용화된 지열발전소 건설을 목표로 하고 있다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제7권4호
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• pp.191-205
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• 2009

고준위방사성폐기물처분을 위한 부지특성평가 기술을 구축하고, 이를 활용하여 심부지질환경을 이해하기 위해 1997년부터 지금까지 한국원자력 연구원 주변 지역을 고준위폐기물처분을 위한 연구지역으로 선정하여 다양한 지질 관련 연구를 수행해왔다. 특히, 2002년에는 고준위폐기물의 처분 대상 심도의 시추공 (지하 500 m)을 굴착하였으며, 2006년에는 지하처분연구시설 (KURT, KAERI Underground Research Tunnel)을 준공하여 연구지역에 대한 심부지질환경 규명을 위해 노력하고 있다. 현재, 지하처분연구터널의 좌측 연구용 모듈 내에 500 m 길이의 장심도 시추공 및 지하처분연구시설에서 남쪽으로 약 200 m 이격된 위치에서 1,000 m의 장심도 시추공에서 다양한 부지특성평가 연구를 수행 중에 있다. 본 연구는 고준위폐기물의 심지층 처분을 위한 요소기술인 심부영역의 부지특성평가기술을 구축하기 위해 수행되었으며, 수리지질학적인 관점에서 부지특성평가의 기본 모델이 되는 3차원 지질모델을 구축한 내용이다. 연구지역에서 수행된 지표 지질 조사와 시추공 자료를 이용하여 종합 분석한 결과, 수리지질학적 관점에서 중요한 풍화대, 상부 저경사단열대, 심부 영역에 존재하는 결정론적 단열대를 규명하여 3차원으로 모형화하였으며, 향후 본 연구를 통해 도출된 지질요소의 수리지질특성을 평가하여 고준위방사성폐기물처분 분야에 중요한 기술인 심부 영역의 수리지질환경을 이해하는데 활용될 예정이다.

• 지구물리
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• 제5권4호
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• pp.321-328
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• 2002

하향식 시추공 횡파탐사의 어려움에는 횡파 주시를 정확하게 결정하는 문제와 입자의 분극 방향에 대한 지오폰의 상대적 방향을 결정하는 문제를 포함한다. 본 연구에서는 횡파 증진법과 주성분 분석법을 적용하여 횡파 주시와 입자의 분극 방향을 결정하였다. 횡파 증진법은 횡파의 진폭을 거의 두 배 가까이 키울 수 있었으며, 주성분 분석법을 통하여 입자의 분극 방향과 지오폰 방향과의 각도 차이를 알 수 있었다. 이렇게 구한 각도를 이용하여 지오폰에 수집된 기록을 주성분 방향에 투영하여 스코어를 산출하였다. 스코어를 이용하여 수집된 기록들은 모두 동일 위상을 갖게 되어 횡파주시 결정의 정확도를 크게 향상시킬 수 있었다. 이와 같은 자료처리 방법을 현장 자료에 적용시킨 결과 시험 현장이 층상구조를 갖고 있음을 밝힐 수 있었다.

• 지질공학
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• 제15권1호
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• pp.19-27
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• 2005

전라남도 무안군 해제 면에 위치한 삼보광산은 편마암류 및 유문암내에 발달한 열극에 열수가 충전하여 형성된 열극 충전광산이다. 시추자료에서 얻은 분석 품위는 금이 0.05～10.9 g/t 이하, 은이 0.05～389 g/t 이하로 부분적으로 금ㆍ은 광화작용이 인지되었다. 본 연구는 지표에서의 쌍극자, 슐럼버저 및 웨너 배열을 이용한 전기비저항 탐사와 시추공에서의 전기비저항 토모그래피 탐사를 복합하여 삼보광산에서 광화대의 분포 및 이와 관련된 지질구조를 파악하고자한다. 3차원 전기비저항 역산의 결과는 광화대가 지표부터 약 80m 심도까지 30m의 폭을 가지며, N10°～20°E의 방향으로 240m 연장되어 있음을 보여준다. 전기비저항 영상에서 얻어진 1,000ohm-m이하의 전기비저항 값은 시추 자료에서 확인된 금ㆍ은 광화작용이 인지된 구간 및 연약대 구간과 거의 일치하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권6호
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• pp.537-547
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• 2011

석회암 공동이 발달한 도심지역에서 지하수위 하강에 수반되어 발생한 함몰형 지반침하의 원인 규명 및 공동의 분포 특성 파악을 위하여 시추공을 이용한 전기비저항 토모그래피탐사를 실시하였다. 이때 지하수 수리지질 특성을 파악하기 위하여 시추코아의 비저항 측정, 지하수위 측정 및 수리전도도 해석을 병행하였다. 연구 지역에서의 완만한 지하수위 분포 특성과 0.8-$9.3{\times}10^{-4}\;cm/s$ 범위의 수리전도도 분포로 부터 연구지역의 수리지질 특성은 불균질성이 크지 않은 것으로 나타났다. 시추코아를 이용한 전기비저항 측정 결과 연구지역의 석회암은 파쇄가 많은 경우, 변질이 심한 경우 및 신선한 경우로 나눠지며, 전기비저항은 각각 103-161, 218-277 및 597-662 ohm-m의 범위로 나타났다. 시추결과 점토로 충전된 석회암 공동 지점은 토모그래피 탐사자료의 역산 결과 50 ohm-m 이하의 낮은 비저항으로 나타났으며, 각 시추공 간 비저항 영상 단면으로부터 연구지역 전체적으로 지표 하부 심도 약 10-20 m 구간까지 파쇄대 또는 석회암 공동 구간이 분포하는 것으로 나타났다. 또한 석회암 공동의 직경은 약 4-6 m 규모로, 대부분 점토질로 충전된 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권3호
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• pp.190-195
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• 2013

화천 지진관측소의 시추주상도와 56일간 기록한 상시미동자료 및 3개 원거리 지진이벤트($M_w{\geq}6.0$)를 이용하여 천부 횡파속도(${\nu}_s$)를 구하였다. 지표에서 기록한 상시미동자료의 수평성분/수직성분 스펙트럼비로부터 10 m 두께의 토양층의 ${\nu}_s$(${\nu}^s_s$= 296 m/s)를 결정하였다. 지표로부터 시추공 센서가 설치된 96 m 깊이까지의 평균 ${\nu}_s$($\bar{\nu}_s$= 1,309 m/s)는 3개의 원거리 지진이벤트를 지표 및 시추공 센서로 기록한 자료들의 스펙트럼 상관도로 계산하였다. 이렇게 계산한 ${\nu}^s_s$와 $\bar{\nu}_s$값을 이용하여 계산한 기반암의 ${\nu}_s$는 2,150 m/s이며, 30 m까지의 평균 ${\nu}_s$는 696 m/s이다. 화천 관측소 부지는 비교적 양호한 것으로 판단되며, 이 연구를 통해 구해진 천부 ${\nu}_s$는 향후 지반의 부지증폭효과 및 지진재해의 정량적 평가에 활용될 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.167-177
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• 2002

표준관입시험 시 항타로 인해 시추봉 두부에서 발생하는 응력파가 시추봉 선단과 접해 있는 지반에서 반사되어 돌아오는 동적신호를 분석함으로써, 시추봉 선단부에 인접한 지반의 임피던스(강성)에 관해 보다 상세한 정보를 얻고자 하는 시험방법이 시도되고 있다. 이 시험법의 실규모 시험에 선행하여 본 논문에서는 시추봉-지반시스템에 대한 동적유한요소해석을 통해 동적신호를 얻고, 이들 신호를 분석하여 추정한 지반의 임피던스와 탄성계수의 신뢰도를 평가함으로써 시험법의 적용성을 검토하고자 하였다. 또한 반사파의 특성에 영향을 미칠 수 있는 인자들에 대한 평가를 통해서 실규모 시험을 위한 참고자료를 제공하고자 하였다. 이러한 연구 결과, 시추봉과 지반의 접촉면에서 입사, 반사되는 파동의 진폭비($F_반F_입$)에 가장 심각하게 영향을 미치는 인자는 시추봉 선단과 접촉한 지반강성의 변화임을 알았으며, 이들 파동의 진폭비의 변화는 시추봉과 지반 간의 임피던스 비($\alpha$)의 변화와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 SPT 동적신호를 분석하여 시추봉 선단과 직접 닿아 있는 지반에 대한 임피던스와 변형 계수를 추정하는 시험법의 적용 가능성이 있다는 결론을 얻었다.