• 지구물리와물리탐사
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• 제26권1호
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• pp.8-17
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• 2023

해양 환경에서의 기포는 바람, 파도, 선박 및 해저 가스 누출을 포함한 여러 요인에 의해 생성된다. 수중에서의 기포는 강력한 산란 신호를 생성하여 음향 신호를 측정하는데 영향을 미친다. 이러한 기포의 특성은 음파 신호의 세기를 감쇠시켜 소음 차단 목적으로 주로 이용되고 있으며, 최근에는 해저에서 대규모로 누출되는 메탄가스 탐지를 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 가스 누출은 기포플룸의 형태를 취하며, 기포의 물리적 특성과 분포 구조를 이해하는 것은 누출된 가스를 기후 변화와 연관성을 파악하는데 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구에서는 탄성파 영상화 기법을 이용하여 기포플룸의 분포를 추정하고자 수조환경에서 실험을 수행하였으며, 별도로 제작된 인공기포 발생기, 자료 취득 시스템을 이용하여 기포에 의한 음향 신호를 취득하였다. 기포플룸을 영상화하기 위해 지진파 영상기법 중 역시간 구조보정을 이용하였으며, 획득한 음향 신호의 포락선 신호를 이용하여 기포 분포 패턴을 효과적으로 추정하였다. 영상화 결과의 검증을 위해 추정된 기포플룸의 분포와 광학카메라 영상을 비교하였다. 실험결과 탄성파 영상화 기법 통해 인공 기포플룸의 산란신호를 이용한 영상화가 가능함을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.187-197
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• 2009

본 논문은 진동수에 따른 취약도 곡선과 손상확률을 제시하였다. 취약도곡선과 손상확률은 주어진 지진동에 의해 임의의 구조물이 견딜 수 있는 손상의 정도를 나타낸다. 지진에 의한 피해는 지진이 가지는 불확실성으로 인하여 확률적으로 예측하여야 한다. 기존 연구와 달리 본 연구에서는 비선형 동적 해석과 실험 결과를 이용하였다. 본 연구에서는 프리스트레스트 콘크리트 교량에 대한 수치적 시뮬레이션을 통하여 주어진 최대지반가속도에 따른 5단계의 손상 단계별 손상확률을 구하였다. 취약도 곡선을 산출하기위해 해석적 연구를 수행하였다. 이를 위해 지반조건에 따라 각각 100개의 인공지진파를 생성하고 비선형 시간이력해석을 수행하였다. 손상단계는 기존의 실험 결과에 기초한 성능기반에 따라 정의하였으며 RC 교각의 지진거동을 변위연성도로 나타내었다. 손상단계 및 지반가속도를 이용하여 PSC교량의 지반조건에 따른 손상곡선을 도출하여 비교분석하였다. 연구 결과에 따르면 지반조건 및 구속철근량에 따른 손상확률의 차이를 확인할 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권3호
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• pp.109-118
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• 2013

높이 23 m인 보령시 청천댐 상부와 인근에서 5 kg 해머를 이용하여 소규모 굴절법 및 표면파 탐사를 실시하였다. 인공 지진파의 수직 및 수평성분을 초동주시 토모그래피 및 레일리파 분산곡선 역산을 통하여 천부 P파속도(${\nu}_p$)와 S파속도(${\nu}_s$) 구조를 파악하였다. 중생대 퇴적암질 기반암의 평균 ${\nu}_p$와 ${\nu}_s$는 댐마루 30 m 깊이에서 각각 1650 m/s와 950 m/s, 하류쪽 댐체 끝 지점 10 m 깊이에서 각각 1650 m/s와 940 m/s로 분석된다. 이 층들의 동포아송비는 0.24 ~ 0.25의 범위로, 고화된 퇴적층의 값과 일치한다. 댐체로부터 152 m 하류지점의 깊이 45 m 시추공 부근에서의 SH파 굴절법 토모그램은 10 ~ 12 m 깊이에 평균 vs가 870 m/s인 임계굴절면이 존재함을 보여준다. 이 지역에서는 덮개층의 ${\nu}_p$와 ${\nu}_s$가 각각 500 m/s와 200 m/s인 상부층과 깊이에 따라 속도가 거의 선형으로 증가하는 하부층으로 구성되어 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.151-165
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• 2019

본 연구에서는 저유동성 몰탈 채움을 통한 기존 항만 구조물의 내진성능 향상을 위해 시공 위치에 따라 4가지(자중증가, 활동력 감소 등) 보강방안을 제시하였으며, 이론적 방법 및 수치해석적 방법으로 보강 시 효과(안정성, 시공성, 경제성)를 분석하여 최적 방안을 제시하였다. 본 연구 결과 인공지진파를 적용한 동적 시간이력해석을 수행한 결과 보강 후 수평변위는 보강 전 수평변위에 비해 감소하였으나 보강 방안별 지진시 변위 억제 효과는 큰 차이가 없는 것으로 평가되었다. 강도감소법과 한계평형해석법을 적용하여 원호활동 파괴특성을 검토한 결과 수동말뚝 형태의 개량 방안이 다른 보강방법에 비해 안전성이 높은 것으로 평가되었다. 이는 보강체로 인해 활동 파괴면의 전단강도가 증가하였기 때문이다. 또한, 시공성 및 경제성을 분석한 결과 토압 저감형태(Type 02)와 수동말뚝 형태(Type 03)가 우수한 것으로 나타났다. 다만, 수동말뚝 형태의 경우, 설계법 적용 사례가 미미하고, 지반 조건에 따라 시공이 불가하거나 경제성이 급격히 저감되는 등 여러 가지 제약조건을 가지고 있어 적용시 주의가 요구된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권12호
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• pp.135-145
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• 2019

비탈면 붕괴는 크게 내적요인과 외적요인으로 분류할 수 있다. 내적요인은 토층 깊이, 사면경사, 흙의 전단강도 등의 기존에 비탈면의 형성과 함께 내재 되어있는 공학적 요인이며, 외적요인은 지진과 같은 하중이다. 이때 최대가속도(PGA), 최대속도(PGV), Arias계수(I), 고유주기(T_p), 스펙트럼 가속도(S_aT=1.0) 등은 지진의 외적요인으로 대변되는 값이다. 특히, 최대지반가속도(peak ground acceleration, PGA)는 지진의 지반 운동 크기를 정의하는 가장 대표적인 값이지만 동일한 최대 지반가속도 값을 가지는 진동이라도 지진의 지속시간에 따라 달라지는 사면에서의 변위를 충분히 고려하지 못하는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 인공사면을 대상으로 2차원 평면변형률 조건의 수치해석을 수행하였으며, 다양한 지진 시나리오의 PGA를 0.2g로 스케일링하여 적용했을 때 비탈면에서 발생하는 응답특성을 분석하였다. 분석 결과, 비탈면의 상층부와 하층부의 응답은 활동면 발생 여부에 따라 차이를 보이며, 입력 지진파의 외적요인 보다는 소성변형을 유발시킨 진동 특성의 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.42-49
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• 2011

대룡 흙댐익 누수경로를 포함한 이상대 탐지를 위하여, 댐 정상부의 250 m 측선을 따라 P 파와 레일리파를 기록하였다. 5 kg 해머를 이용하여 인공적으로 소규모 지진파를 발생시켰으며, 3m 간격으로 설치한 4.5 Hz 수직지오폰 24개로 탐지하였다. 이 저수지댐과 하부 기반암의 P파 속도와 S파 겉보기속도를 초동주시와 레일리파 분산곡선 역산으로 각각 구하였다. 겉보기 동포아송비가 0.46에 달하는 높은 값들이 복통이 위치한 북서쪽 끝부분의 댐 기저와 누수저지를 위해 과거 여러 차례 그라우팅 작업을 실시한 측선 남서쪽 끝 부분의 점토코아 내에서 탐지되었다. 상부 점토코아의 높은 포아송비를 갖는 이 이상대는, 조사 후 실시한 그라우팅 작업 시 그라우트 물질이 유출된 부분에 해당한다. P파 토모그래피와 레일리파 분산곡선 역산을 함께 사용하면 흙댐의 잠재적 누수경로 및 기존 그라우팅 위치를 매우 효과적으로 탐지할 수 있다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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• pp.103-107
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• 2005

한반도 남부 지각 속도구조를 밝히기 위해서, 서북서-동남동 방향의 2002년도 측선 294 km와 북북서-남남동 방향의 2004년도 측선 335 km를 따라 인공적으로 발생시킨 지진파 자료를 각각 120초와 150초 기록하였다. 초동주시 역산과정을 통하여 속도단면을 작성하였으며, 역산 시 초기모델은 측선 주변의 고정관측소에서 기록한 원거리 지진자료의 수신함수역산으로 구한 1차원 속도구조자료를 활용하였다. 파선경로는 2.0 km와 7.1 km 깊이에 속도 6.0 km/s와 7.1 km/s를 갖는 굴절면이 존재하며, 굴절파 속도 $7.8{\sim}8.1\;km/s$의 모호면은 $30.8{\sim}36.1\;km$ 깊이에 존재함을 보인다. 속도단면은 옥천계 하부 $6{\sim}7\;km$ 깊이에 상당한 규모의 저속도층이 15 km 깊이의 속도 불연속면 상부에 존재하며, 영동단층은 10 km 이상 깊이까지 연장되어 있고, 최대 4.2 km 정도두께를 갖는 경상분지 하부에 고속도층이 얕게 분포하는 것으로 분석된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권1호
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• pp.19-28
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• 2007

이 연구에서는 심부 퇴적층의 S-파 속도구조 추정을 위하여 여러 지점에서 획득된 수신함수와 표면파 위상속도 자료를 이용하는 유전자 알고리즘 기반 복합 역산기법을 제안하였다. 이 방법은 서로 다른 지점에서 획득된 자료를 동시에 역산하기 위해, 역산대상 지역 내 모든 측점 상부의 지층 물성 - 특히 S-파 속도 -이 균열하다고 가정하는 방식으로 역산대상 지역 상부층의 층서적 연속성을 고려한다. 인공합성 자료를 이용한 수치실험 결과, 본 방법은 제한된 주기대역을 가지는 표면파 위상속도 자료만을 모델링 할 때 발생하는 심부 지층 물성정보에 대한 불확실성을 효과적으로 줄일 수 있음을 보여주었다. 또한 본 연구에서는 한 지점에서 획득된 지진파 기록으로부터 구해진 수선함수와, 일본 동경 중부지역에서 수행된 미소진동탐사로부터 획득된 두 개의 레일리파 위상속도 자료에 대해 제안된 기법을 적용하였다. 그 결과, 추정된 지하 구조는 선행된 탄성파 굴절법 탐사와 심부 시추공 자료와 잘 일치하는 양상을 보여주었다. 이러한 측면에서, 제안된 방법은 수신함수만을, 흑은 표면파 위상속도 자료만을 이용하는 개별역산에 비해 보다 정확하고 신뢰할 수 있는 모델을 제공하는 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.52-58
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• 2016

최근 빈번한 지진발생으로 인한 구조물에 대한 안전성에 대한 관심이 증대하는 가운데 면진시스템은 신축 구조물뿐만 아니라 기존 구조물에 대해서도 구조물 자체의 기능이나 미관을 손상시키지 않고 효과적으로 내진성능을 향상시킬 수 있는 방법이며, 지진을 경험한 외국에서 이미 그 효율성이 입증된 방법이다. 본 연구에서는 스테인리스 물탱크를 대상으로 지진에 대한 안전성 확보를 위해 천연고무받침(NRB)을 이용한 면진시스템을 제안하였다. 이에 대해 비면진 물탱크와 천연고무받침이 설치된 물탱크의 내진성능을 평가하기 위해 진동대 실험을 실시하였다. 물탱크에 변위계를 설치한 후 0.0m, 1.5m, 2.5m 수위별로 인공지진파 0.154g, 0.231g, 0.341g, 0.348g를 가진하여 비면진 물탱크와 천연고무받침이 설치된 물탱크에 거동 특성을 비교 분석하였다. 진동대 실험 결과 수위 2.5m의 경우 면진 물탱크에서 전반적으로 면진시스템의 감쇠효과가 나타나지만, 수위 0.0m, 1.5m의 경우 비면진 물탱크보다 면진 물탱크에서 큰 변위가 발생하는 것으로 나타났다. 이는 물탱크 수위에 따른 중량이 면진시스템의 감쇠효과에 영향을 미치는 것으로 판단되며 면진시스템을 이용하여 물탱크의 내진 보강을 할 경우 유체의 저장 수위에 따라 지진격리받침을 설계해야 할 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권2호
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• pp.78-87
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• 2017

MWNI (Minimum Weighted Norm Interpolation)를 이용한 내삽 방법은 고차원으로 확장이 용이하고 상대적으로 계산 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있으나 알리아스 효과가 존재하는 자료의 내삽에 취약하다. 이런 문제의 개선을 위해 제안된 방법이 모델제약(model-constrained) MWNI이다. 이 논문에서는 MWNI를 이용한 방법과 모델제약 MWNI 방법의 두가지 모듈을 개발한 후 알리아스 효과가 존재하는 자료의 내삽 결과를 비교하였다. 시공간 영역(t-x domain)과 주파수-파수 영역(f-k domain)의 결과 그림을 통해서 모델제약 MWNI를 적용했을 때의 결과가 더 효과적임을 확인할 수 있었다. 동해 울릉분지의 가스 하이드레이트 부존 지역의 현장 자료에 내삽을 적용한 결과, 가스침니 구간 전후로 진폭이 급격하게 변하는 자료에서도 내삽이 가능함을 확인할 수 있었다. 또한 매우 불규칙하고 넓은 구간에서 누락된 인공지진파 자료의 정규화를 통해 신호의 연결성 향상이 가능함을 보일 수 있었다. 결과적으로 이 논문에서 개발된 모듈은 현장의 다양한 여건에 의해 불규칙하거나 넓은 간격으로 얻어진 탄성파 자료의 정규화나 내삽에 효율적으로 활용될 수 있음을 확인하였다.