본연구의 선행연구에서는 주로 강모래를 포함한 각종 되메움재 후보군에 대하여 함수비, 건조단위중량, 입도분포 등의 차이에 따른 열저항 특성을 조사, 비교 분석하였다. 이 연구에서는 선행연구 결과를 토대로 하여 지중송전관로의 송전용량의 증대 및 열폭주(thermal runaway) 현상을 방지할 수 있는 새로운 되메움재의 개발에 주안점을 두었다. 연구를 위해 강모래, 재생모래, 쇄석, 석분과 같은 원재료에 플라이 애쉬(fly-ash), 슬래그(slag), 플록(floc)과 같은 입자가 작고 보습효과가 있는 재료를 혼합하여 혼합비와 함수상태에 따룬 열저항률의 변화를 측정, 분석하였다. 연구결과 단일재료만으로는 되메움재로의 사용이 어려울 것으로 판단되나, 쇄석의 입도분포 개선을 위해 평균입경이 작은 재생모래와 석분, 술래그 및 플록을 혼합한 결과, 최적함수비에서 $50^{\circ}C$-cm/Watt이하의 열저항률을 얻을 수 있고, 최적함수비 상태 후의 건조시에도 열저항률의 증가가 일어나지 않고 있어, 어느 정도 되메움재로서의 최적화에 근접한 것으로 판단된다.
강원도 고냉지 배추재배 지역에서 53개의 이병 뿌리와 22개 토양 표본을 채취하여 배추 생육 초기에 뿌리 썩음을 일으키는 병원균을 조사하였다. 이병된 뿌리에서 검출된 13개 곰팡이 중에서 Pythium ultimum, Pythium echinocarpum, Rhizoctonia solani의 3종이 자주 검출 되었으며 배추에 병원성이 있었다. 채취한 토양에 본엽 $3{\sim}4$ 엽기의 배추를 이식하여 발명 유무를 온실에서 조사 하였을 때 토양 표본에 따라 5내지 100%의 식물이 이들 균에 의하여 감염 되었다. 토양내 이들 3종의 균의 밀도를 배추 식물의 감염 빈도에 의하여 조사 하였을 때 차항 2리 지역의 토양에서는 P. ultimum이 우점종 이었고 P. echinocarpum은 용산 2리, 횡계리, 문맥 지역에서 주로 밀도가 높았다. 매봉산 지역의 토양에서는 R. solani 균만이 단지 분포하고 있었으며 P. ultimum 과 P. echinocarpum이 동시 분포하는 지역에서는 대체로 P. echinocarpum 균의 밀도가 P. ultimum에 비하여 더 높았다. 주요 30품종의 유묘를 가지고 온실에서 품종 저항성을 조사한 결과 6개 품종이 P. ultimum 에 대하여 저항성이었고 3개 품종이 중도 저항성 이었다. P. echinocarpum에 대해서는 저항성 품종이 없고 2개 품종이 중도 저항성 이었으며 R. solani균에 대해서는 모두가 이병성 이었다.
암반 대수층으로 구성된 초정지역의 소유역에 대한 수리지질 구조 규명을 목적으로 정밀 지표지질조사, 전기비저항 수직탐사 및 시추공 물리검층을 실시하였고, 심부까지의 수리지질 구조 발달 상태를 확인하기 위하여 인공 송신원을 이용한 CSMT 탐사를 복합적으로 적용하였다. 지질 경계부에 대한 CSMT탐사 결과 변성퇴적암을 관입한 화강암의 수직적 분포 특성을 파악할 수 있었으며, 이러한 수직적 분포는 수직탐사와 전기비저항 검층에서 나타난 천부의 수리지질 특성과 연결되어 나타남을 확인하였다. 화강암 지대에 대한 CSMT탐사 결과 심도 약 100m 내외에서 고비저항대의 광역적인 경계가 나타나는데, 수직탐사와 전기비저항 검층에서 밝혀진 대수층 발달 구간과 연결됨에 따라 복합적인 해석이 가능함을 확인하였다. 이 연구에서는 CSMT자료 해석을 위하여 평활화 제한을 가한 최소자승 1차원 역산법과 측선을 따라 측정된 자료에 대한 EMAP(Electromagnetic Array Profiling) 처리 결과에 Bostick 역산을 가한 2차원 영상 구현 방법을 이용하였는데, 지질경계부와 화강암 지역의 대수층 구조를 파악하는데 적용성이 높음을 알 수 있었다. 따라서 이 연구에서 적용한 CSMT탐사는 소유역에 대한 정밀 지표지질조사 및 시추공 물리검층 자료가 추가되는 경우에 천부 대수층 구조 파악에 보다 정확한 정보를 제공할 수 있으며, 심부 지질구조와 관련된 대수층 구조를 해석하는데 효과적일 것으로 판단된다.
자력, 자연전위, 비저항 측정을 포함하는 지구물리탐사를 송산리고분군 지역에 적용한 결과 지하구조물의 위치, 고분축조 지반 및 원지반의 차이점 등에 대한 정보를 비교적 정확하게 얻을 수 있었다. 비저항의 분포로 확인된 기존 지반의 지역에서는 자연전위 값도 매우 낮다. 기존 지반의 경우 03 mv/m의 매우 낮은 전위차와 1000 1500 ohm-m의 상대적으로 높은 비저항치를 보이는 반면, 고분축조지역의 지반은 $-20\~30mV/m$의 큰 자연전위값과 200 ohm-m이내의 낮은 비저항을 보여 매우 대조적이다. 전기비저항 및 자연전위분포로 볼 때 백제시대 당시 고분축조를 위하여 절개했던 부분이 남북방향으로 약 35 m정도이었음을 알 수 있다. 원래의 지반과 고분축조를 위해 굴착한 부분의 지반의 매질이 확연히 다르다는 것은 고분축조가 동굴을 파서 그 내부에 축조했다기 보다는 전체 축조부지를 절개하여 평탄화한 후 모형을 만들어 축조한 후 그 후에 다시 파낸 암석부스러기 및 흙을 채워 원래 지형을 복원하였을 것으로 해석된다. 그 후 모형을 내부로부터 제거하여 고분을 축조하였을 것으로 사료된다.
최근 전기비저항탐사는 산악과 같은 지형의 기복이 심한 지역에서도 널리 수행되고 있다. 그러나 이러한 지형의 기복은 전기비저항 탐사자료의 왜곡을 유발하며, 잘못된 해석의 원인이 될 수도 있다. 본 논문에서는 전기비저항탐사에서의 지형효과를 유한요소법에 의한 수치모델링과 축소모형의 두 종류의 모형실험을 통하여 분석하였다. 한편 축소모형실험을 연못에서 수행함으로써, 실내 수조 모형실험에서 문제가 될 수 있는 가장자리 효과를 피할 수 있었다. 다양한 경사를 갖는 능선과 계곡 지형 모형에 대하여 모형실험을 수행하였으며, 두 종류의 실험결과가 실험한 모든 지형모형에 대하여 서로 잘 부합됨을 확인하였다. 분석결과, 계곡모델은 계곡의 중심부에 낮은 겉보기비저항대가 분포하고 그 좌우에 높은 겉보기비저항대가 나타나는 양상을 보이며, 능선모델은 그 반대의 양상을 보인다. 또한 능선 및 계곡 모두 그 경사가 심할 경우에는 음의 겉보기비저항을 나타낼 수도 있음을 확인하였다. 따라서 전기비저항 탐사 자료의 해석시 지형효과를 꼭 고려해야 할 것으로 판단된다.
장성군 지하수 기초조사 사업의 일환으로 전기비저항탐사를 수행하여 암반대수층의 정성적인 분포를 판별하고 이를 기반으로 관측정을 설치하였다. 온도검층, BIPS 영상자료, 공내 구간별 수압시험 해석을 통하여 지하수가 유동하는 투수성 단열구간의 위치를 파악하고 단열과 절리틈새의 분포특성과 위의 3가지 시험결과값의 상관성을 고찰해 본 결과 수압시험 결과로 나타난 루전값은 단열의 크기에 상관성을 갖고 온도검층 결과, 온도변화는 절리틈새의 크기에 상관성을 갖는 것으로 나타나 투수성 단열 분류시 온도검층이 효율적인 방법임을 확인하였다.
국내 지반침하의 주요 원인 중의 하나인 석회암 공동에 대한 조사는 단순한 지반침하 원인의 규명 이외에 지반 침하 지역 또는 예상지역의 보강 설계 및 사후 관리에 이르기까지 폭넓은 지반 정보를 제공하는 역할을 수행한다는 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 지반침하지역 공동탐지에 유용하게 사용되는 물리탐사기법으로 한 종류의 지반 물성을 이용하는 단위 물리탐사기술보다는 여러 가지 물성의 지하를 조명하는 복합 물리탐사기술에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 지반침하조사 시 지하공동 탐지를 위한 복합 물리탐사 시스템 구축의 일환으로 전라남도 무안군 무안읍 용월리에 과거 석회암 공동에 의한 지반침하 경력이 있는 지역을 현장 실험장으로 이용하여 다양한 종류의 물리탐사를 실시하였다. 그 중 전기비저항탐사, 전자탐사 그리고 고정밀 중력탐사 결과로부터 지하 공동의 위치 및 분포를 추정 해석하고, 시추조사 결과와 비교함으로서 단위 물리탐사 기술의 공동탐지 적용성에 대하여 고찰하였다. 시추조사결과, 실험장 지역 기반암내 공동은 대부분 지하수 또는 물로 포화된 점토로 채워져 있어 주위 기반암에 비하여 매우 낮은 전기비저항 및 밀도를 가지며, 넓은 지역에 걸쳐 망구조로 분포하고 있는 것으로 해석된다. 실험장에 적용한 전기비저항, 전자 및 고정밀 중력 탐사 결과, 저비저항대와 음의 중력 이상대 분포 지역이 시추 조사에서 확인된 지하 공동의 분포 위치와 상당 부분 일치함을 보여 이들 각 탐사법들이 지하 공동 분포 파악에 효과적임이 입증되었다. 또한 개별 탐사 기법 해석과 아울러 각종 탐사결과를 종합함으로써 보다 정확한 지하공동의 분포 해석이 가능하였으며, 특히 국내에서의 사용이 미비하였던 고정밀 중력탐사기법이 지하공동 탐지에 매우 유용함을 확인하였다.
전기비저항 탐사에 있어서 지하에 분포하는 이상대를 정확하게 파악하기 위하여 다양한 배열 방법들이 요구되어 진다. 탐사 방법들은 험난한 산악지형에서 지형기복에 따른 장비와 인력의 이동에 대한 불편함을 줄이기 위하여 일정한 고도에서의 곡선적 측선에 대한 탐사, 시추공이 경사 곡선 수평적으로 되어 있을 경우 지표의 임의적 위치에서의 탐사, 여러 개의 전류원에 대하여 임의 위치에서 포텐셜을 측정하는 탐사 등으로 분류된다. 본 연구는 이러한 다양한 배열 방법으로 얻어진 복합적 자료들에 대하여 3차원 역산 방법을 사용하여 보다 신속하고 정확한 영상들로 나타내고자 한다. 또한 단층지역에서 곡선적 배열 방법으로 얻어진 측정 자료에 대한 3차원 역산 결과로부터 단층의 경사, 방향 및 폭 등에 관하여 정확한 전기비저항 영상들의 비교 결과도를 제시하였다.
현재 압력이나 가속도를 측정하기 위해 사용되는 반도체 센서 중에서 압저항 센서가 가장 광범위하게 적용되고 있다. 이러한 압저항 센서는 반도체 공정에 의해서 제작되고, 기존의 센서보다 높은 민감도를 가지므로 그 적용성이 매우 높다. 하지만, 압저항 센서를 형성하는 구조물의 형상과 관련된 연구가 국내에서 미비하므로 이에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 과도한 압력에 센서를 보호하기 위한 보스(Boss)와 민감도 향상을 위해 사용되는 매스(Seismic Mass)의 기하학적 변화가 민감도에 미치는 영향을 압저항 분포를 통하여 분석하고, 적절한 위치와 크기를 제시하고자 한다.
본 연구는 자연하천의 모래 179개, 자갈 992개, 조약돌 651개, 호박돌 53개 수로로 구성된 현장실측 1,875개 하천자료를 사용하여 흐름 저항에 대한 Darcy-Weisbach 마찰계수와 Manning의 조도계수 및 무차원 유속의 관계식을 각각 유도하였다. 멱함수 형의 이들 관계식은 유량, 수로경사 및 상대 잠수비에 대한 함수식으로 회귀분석과 반 경험적 방법에 의해 제안하였다. Box-Whisker 분석에 의한 Manning 조도계수의 실측치 분포는 각각 모래자료에서 0.004~0.151, 자갈자료에서 0.008~0.250, 조약돌 자료에서 0.015~0.327 및 호박돌 자료에서 0.023~0.444로 나타났다. 이들 반 경험적 관계식과 저항계수는 수공분야의 정보제공에 유용하게 사용될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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