• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권10호
• /
• pp.393-405
• /
• 2020

지반 및 기초의 안정성 평가, 지진의 액상화 평가 등을 위해서 지반강도 및 지하수 높이 등 다양한 지반정보가 필요하다. 대한민국에서 행해지는 표준관입시험(Standard Penetration Test, SPT) 결과는 국토지반정보포털시스템에 등록하게 되어있다. 비시추지역의 지반정보가 필요할 경우, 지구통계기법(Geostatistics)들을 응용할 수 있다. 본 논문은 경험적 베이지안 크리깅(Empirical Bayesian Kriging, EBK)과 역거리 가중치법(Inverse Distance Weighting Method, IDWM)을 이용하여 비시추지역의 지반정보를 구할 경우의 타당성에 관한 것이다. 이 기법들을 이용하기 위해 공간 보간에 범용적으로 적용되는 Esri사의 ArcGIS Pro 프로그램을 사용하였다. 본 해석에 사용된 지구통계기법들의 정확성을 검토하기 위하여, 표준관입시험에서 구한 시추지역 지반의 강도 정수 및 지하수의 높이를 해석기법의 결과와 교차 검증하였다. 또한, 지구물리학적 기법인 표면파 다중채널분석(Multichannel Analysis of Surface Waves, MASW)조사를 추가 수행하여, 본 해석에 사용된 기법들을 재검증하였다. 포항 북구 지역을 1.0km×1.0km로 분할하여 총 111개의 구역으로 분할하였으며, 경험적 베이지안 크리깅(EBK) 및 역거리 가중치법(IDWM)을 통한 표준관입시험치 및 지하수위에 대한 교차검증을 수행한 결과, 두 기법 모두 적합한 것으로 나타났다. 표면파 다중채널분석(MASW)은 대략적인 구간 영역을 제시하여, SPT N값의 분포양상과 지하수위를 명확히 파악하기 곤란하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제21권4호
• /
• pp.255-261
• /
• 2018

이 연구에서는 해안지역 육상 양식장 주변에 대한 다량의 염지하수 확보를 목적으로, 물리탐사 자료의 복합해석 및 공간분석을 통한 염지하수 개발 가능량 평가 방안을 제시하였다. 경남 하동군 인근 양식장 주변을 대상으로, 굴절법 탄성파 탐사 및 전기비저항 탐사를 수행한 결과, 탄성파 속도가 900 ~ 2,400 m/s 구간이 지층 내 함수비가 높은 주요한 염지하수 대수층으로 파악되었다. 이 구간에 대한 시추조사 결과 현재 한국농어촌공사의 방사상 집수정이 이미 설치된 지역들의 표토 토성과 같은 사양토 지역인 것으로 파악됨에 따라, 연구대상 지역은 대용량 염지하수 개발이 충분히 가능한 것으로 해석되었다. 따라서 향후 전기비저항 탐사와 더불어 굴절법 탄성파 탐사를 병행하여 해석하는 경우, 해안지역의 사질 퇴적층 내 공극률이 높은 모래 및 자갈층으로 구성된 대수층의 탐지에 활용이 매우 클 것으로 판단된다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.575-587
• /
• 2013

철광산 지역의 매장량 평가를 위해 전기 및 전자탐사 방식의 물리탐사를 수행하였다. 철광산 조사에 적합한 물리탐사 기법을 결정하고 연구지역의 지질정보에 대해 파악하기 위해, 대상 지역의 시추 코어와 노두 파편으로부터 획득한 암석 코어를 분석하였다. 획득한 코어에 대해 비중, 밀도, 공극률, 비저항, P파 속도 등 5가지 물성을 측정한 결과, 자철광체가 전기적 특성에 민감하게 반응한다는 것을 확인하고 전기 탐사를 수행하기로 결정하였다. 전기비저항 탐사는 기존의 연구들을 통해서 적용 기법들이 다양하고 해상도 또한 높은 편이 알려져 있어 철광산의 조사에 적합할 것으로 판단되었으나, 심부에서는 해상도가 낮으며 탐사의 수행도 어렵다는 한계를 가지고 있다. 이에 전기비저항 탐사를 보완하기 위해 물리탐사법 중 비교적 깊은 탐사심도를 가지는 MT (MagnetoTelluric) 탐사를 추가적으로 수행하였다. 또한 MT 탐사의 천부 정보에 대한 취약성을 보완하기 위해 인공송신원을 사용하는 CSMT (Controlled Source MT) 탐사를 추가적으로 실시하였다. 전기 및 전자탐사를 통해 채광이 이루어진 광산 하부에 저비저항체가 있음을 발견하였으며, 향후 추가적인 이용 가치를 확인하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제24권4호
• /
• pp.255-274
• /
• 2014

본 연구는 강원도 강릉시 소재의 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 석회석 광산에서 2012년 8월 23일 오후 7시경 붕괴된 대규모 암반사면을 대상으로 한다. 붕괴 이전에 사면의 높이는 약 200 m이고 평균경사는 $45^{\circ}$로 형성되어 있다. 사면 붕괴 후 추정된 붕괴량은 $1,500,000m^3$ 정도이다. 사면 붕괴의 원인을 분석하기 위하여 시추, 물리탐사, 지표지질조사, 선구조분석, 공내영상촬영, 입체사진영상촬영, 실내시험 및 현장시험, 년도별 채광현황 및 강우량 분석등의 현장 및 지반조사를 실시하였다. 사면의 안정성을 파악하기 위하여 SMR, 평사투영법, 한계평형법, 연속체 및 불연속체 해석을 수행하였다. 이 결과들로부터 사면붕괴의 원인은 지형, 강우, 암종 및 암질, 불연속면, 석회암 공동이나 단층의 지질구조적 특성 등 여러 요인들이 복합적으로 작용하여 사면활동이 발생한 것으로 추정되지만, 석회암 공동을 고려하지 않을 경우 사면 붕괴는 발생하지 않는 것으로 분석되었다. 석회암 공동을 고려한 연속체 해석에서 사면 안전율이 0.66으로 나타났다. 따라서 대규모 사면붕괴의 근본적인 원인은 단층대를 따라 발달하고 있는 석회암 공동의 영향에 기인하는 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제8권1호
• /
• pp.50-58
• /
• 2005

하저지반은 단층대의 분포가능성이 매우 높으나 수층으로 인해 지표지질조사가 불가능하여 단층대를 파악하기가 쉽지 않다. 하상 전기비저항 탐사는 하저지반에 대한 연속적인 영상을 제공하여 주므로 단층이나 연약대의 위치를 파악하는데 매우 효과적인 탐사법이다. 하저터널의 설계에서는 단층대의 위치뿐만 아니라 단층대의 주향방향이 매우 중요한 요소이다. 단층대의 주향방향을 파악하는 방법으로는 격자형의 측선에 대한 광대역 조사가 매우 효과적이다. 하지만. 종래의 하상 전기비저항 탐사는 케이블을 하저에 설치하여야 하므로 광대역 조사에 적합하지 않다. 이에 이 연구에서는 소형보트에 스트리머 케이블을 설치하여 신속하게 광대역의 하저지반을 영상화하는 스트리머 전기비저항 탐사의 적용성에 대해 고찰하였다. 스트리머 전기비저항 탐사에 의한 단층대의 분해능을 고찰하기 위하여, 수직단층이 수층 하부의 퇴적층에 피복되어 있는 모형을 설정하여 수치모형실험을 수행하였다. 전극의 설치위치와 수심의 변화에 따른 수직단층의 분해능에 대해 살펴보았으며, 그 결과 수층의 두께가 전극간격의 2 배 이내인 경우에는 전극을 수층 표면에 설치하는 방식으로도 단층을 영상화할 수 있음을 보였다. 또한, 스트리머 전기비저항 탐사에 적합한 4 가지의 전극배열법을 설정하여 신호대 잡음비와 수직 단층의 분해능을 비교 검토하였다. 수치모형실험을 기초로 하여 한국 서울에 위치한 한강의 하저터널 예정부지에서 하상 전기비저항 탐사를 수행하였다. 하저터널 예정노선에서는 고분해능의 영상이 요구되므로 하저에 전극을 설치하여 자료를 획득하였으며, 2차원 역산을 적용하여 강 양단에서 단층대로 추정되는 3개의 저비저항 이상대를 탐지하였다. 저비저항 이상대의 윈인을 규명하기 위하여 시추조사를 수행하였으며, 그 결과 수 m 이상의 폭을 가지는 다수의 단층이 관측되었다. 단층대의 주향방향을 탐지하기 위하여 확인된 저비저항 이상대를 중심으로 격자형의 측선을 설정하여 스트리머 전기비저항 탐사를 수행하였다. 이를 통해 하저에 케이블을 설치하는 방식에 비해 매우 신속하고 경제적으로 하저에 분포하는 이상대의 분포범위와 발달방향을 규명할 수 있었다.

• 지질공학
• /
• 제24권2호
• /
• pp.247-260
• /
• 2014

KURT 2단계 구간에 대한 암반역학 모델을 설정하기 위하여 대상지역의 암반을 지질특성과 절리발달정도에 따라 총 6개의 암반 단위체로 구분하였다. 연구지역 암반은 대부분 화강암 그룹인 G1, G2, G3 단위체로 이루어져 있으며, 관입암 그룹인 D1, D3 단위체가 소규모로 분포한다. 또한 단층파쇄대로 이루어진 불량한 암반인 F3 단위체가 KURT 2단계 구간의 입구를 가로지르는 형태로 분포한다. 암반의 상태를 파악하기 위하여 시추조사 자료를 바탕으로 RMR, Q-system, RMi 등 3종류의 암반분류법으로 암반을 분류하였고, 선행 연구들에서 제안된 다양한 경험식과 암반분류 결과를 이용하여 암반의 변형계수, 강도, 점착력, 마찰각 등의 지반정수를 계산하였다. 최종적으로 각 암반 단위체에 대한 대표 암반분류 값과 대표 지반정수 값들을 산정하여 연구지역의 암반역학 모델을 설정하였다. 이 연구에서 설정된 암반역학 모델은 KURT 2단계 구간에 대한 설계와 안정성 예측 연구에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 지질공학
• /
• 제15권1호
• /
• pp.29-39
• /
• 2005

지반오염을 조사하기 위해서는 시추작업을 통하여 시료를 채취하는 방법이 일반적이지만, 실시간으로 원위치에서 다양한 오염물질들의 오염 도 변화를 체계적으로 모니터링 하는 것은 대단히 어렵다. 본 연구에서는 frequency Domain Reflectometry (FDR) 장비를 고안하여 지반의 유류오염을 파악하기 위한 유전율 측정법의 실험적 접근을 시도하였다. 구체적으로 포화 및 불포화 매질에 대한 유류 오염도 측정 및 체적함수비 (θ/sub w/)와 체적 유류비 ( θ/sub al/)의 관계에서 유전율 상수 반응에 따른 매질의 유류 오염도 등의 측정 가능성을 실내 시험을 통해 검토하였다. 뿐만 아니라 실내 칼럼 시험을 수행하여 포화 매질 내에서 유류 거동 특성을 각기 설치된 FDR 측정 센서를 이용해 모니터링하여 포화 매질의 유효공극률과 유류 잔류비를 측정하였다. 그 결과 초기 공극률 0.40으로 제작된 포화 매질의 유효공극률은 약 0.35로 공극률 대비 약 87.5% 범위내에 존재함을 알 수 있었으며, 유류 잔류비는 약 62.5% 정도로 매우 높게 나타났다.

• 지질공학
• /
• 제18권4호
• /
• pp.359-369
• /
• 2008

지하저장공동의 설계 및 효율적 유지관리를 위해서는 설계전단계에서 사전조사로서 공동주위의 대수층 매개변수를 규명하고 운영전 후의 지하수의 흐름을 해석하는 과정이 반드시 수행되어야 한다. 수리지질설계에 필요한 제반자료를 얻기 위해서는 다양한 수리시험을 수행해야하며, 이 중 시추공 주변의 수리지질특성은 필수적인 기초자료가 되므로 보다 정확한 매개변수의 산정이 요구된다. 그러나 기존에 널리 사용된 도해적 일치법을 이용할 경우, 육안 오차나 절차상의 오독 등으로 타당성이 적은 수리지질 상수값을 산정할 위험이 있으며, 산정과정에서 불필요한 작업을 수행해야 하는 단점이 있다 최근 매개변수의 직접전환을 위한 여러 방법론이 제시되어 왔는데, 그 중에서 비선형 회귀모형을 이용하면 매개변수가 반복계산을 통해 자동추정되는 편리함이 있고 추정된 매개변수의 통계학적 타당성까지 평가할 수 있어 매우 유용한 것으로 평가되고 있다 본 연구에서는 공동주위의 실제 수리시험 자료에 대해 기존의 도해적 방법을 거치지 않고, 비선형 회귀모형을 이용한 매개변수의 자동추정을 수행하였다. 매개변수 자동추정 과정에서 발생할 수 있는 많은 반복 계산 횟수를 줄이고 수렴불가능의 문제를 해결하는 방안으로 감쇠계수를 도입하는 방안을 함께 제시하였다.

• 대한지리학회지
• /
• 제41권4호
• /
• pp.391-403
• /
• 2006

제주도 남쪽에 위치한 하논화산은 분화구에 경작지로 이용되고 있는 습지가 있다. 이 습지퇴적층을 조사한 선행 연구자들은 과거에는 이 퇴적층이 마르호였을 것이라 추정하였다. 습지 퇴적층의 심도는 굴절법 탄성파 탐사를 통해 $5{\sim}14m$로 추정 되었으며, 이는 선행 연구결과와 대체로 일치한다. 그러나 이러한 자료들은 특정구간에 대한 정보일 뿐으로, 분화 구내 퇴적층의 공간적 특성을 파악하기는 어렵다. 본 연구에서는 탄성파 탐사를 통해 확보한 습지퇴적층의 심도를 바탕으로, 공간통계기법을 이용하여 화구호를 가상적으로 복원하였다. 화구호의 복원과정은 다음과 같다. 우선, 선행 연구자료와 본 연구의 탐사자료를 바탕으로 기본 데 이 터를 구축하고, 이를 IDW와 크리깅을 이용하여 내삽하였다. 이렇게 내삽된 자료를 다시 현재의 지형면과 연산하여 고지형면을 복원하였으며, 여기에 시추자료에 근거한 수면의 고도를 이용하여 화구호의 경계를 추출하였다. 복원된 화구호는 중앙 분석구의 북쪽에 반달 형태로 존재하였으며, 평균 수심은 약 5m, 최대 수심은 약 13m에 이르렀을 것으로 추정되었다. 아울러, 내삽기법에 따라 미세한 차이는 있으나, 화구호의 면적은 $184,000{\sim}190,000m^2$, 부피는 약 $869,760m^3$로 추정되 었다. 분화구 생성직후부터 지속적인 퇴적작용이 있었기 때문에, 복원된 화구호가 특정 시기의 호수를 직접 가리키지는 않지만, 분화구의 내부 형태와 마르호의 퇴적 및 변화과정을 밝히는 데 중요한 단서가 된다.

• 지질공학
• /
• 제31권4호
• /
• pp.507-522
• /
• 2021

각 탐사의 반응 값은 지하 매질의 특정 물성에 따라 달라지기 때문에 한가지의 지구물리학적 방법만으로는 탐사목적을 달성하지 못하는 경우가 종종 있다. 특히 지질재해 위험에 취약한 지역을 조사하는 경우, 인명 및 재산피해를 최대한 줄이기 위해 한 가지 이상의 탐사방법을 사용하는 것이 효과적이다. 제방의 안전성 평가를 위한 이 연구에서는 각 탐사결과들을 개별적으로 해석하는 대신 탄성파속도(굴절법에 의한 P파속도와 MASW의 S파속도)와 전기비저항 값들을 통계적으로 분석하여 결정된 임계값들을 기반으로 취약구간과 안전구간 등으로 구분하는 사분면 상관기법을 수행하였다. 임계값은 수평 4층 구조와 경사진 파쇄대에 대한 모델자료를 가지고 수행한 사분면 상관기법을 테스트하는 과정에서 두 개의 속성자료 모두 평균에서 표준편차를 빼준 값으로 결정되었다. 전기비저항-P파속도의 교차출력에 비해 전기비저항과 S파속도를 이용한 교차출력 해석이 제방 시스템의 토양유형, 지반강성 및 암석학적 특성 정보를 보다 충실히 제공하였다. 낮은 S파속도와 높은 전기비저항으로 2사분면에 투영된 느슨한 모래 구역이 취약구간으로 평가되는데 이와 같은 해석은 시추공 표준관입시험에서 보인 중심코어의 N 값 분포로 뒷받침되었다.