• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.233-237
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• 2006

본 연구는 지표 및 시추공을 동시에 이용하는 3차원 탄성파 지대공 토모그래피 사례연구로서 계곡 하상부의 주요 구조선의 존재 및 그 연장 등 정밀한 3차원적 정보를 파악하고자 시도한 사례연구이다. 현장자료는 댐 제체의 하상부($200m{\times}200m$)로서 영역 내 총 12개 시추공을 이용하여 공대공(Hole to Hole) 및 지대공(Reverse VSP) 배열에 의한 탄성파 자료의 조합으로서 자료를 취득하였다. 역산 알고리즘은 입방체 내 암영대의 존재를 최소화할 수 있는 프레넬 볼륨에 기반한 3차원 탄성파 주시토모그래피 기법을 적용하였다. 역산과정을 거쳐 도출한 하상부 3차원 탄성파 속도 입방체는 지표지질 및 시추조사에서 확인된 단층의 존재를 명확히 보여주었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권2호
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• pp.146-151
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• 2011

시추공 탄성파 초동주시에 유입될 수 있는 잡음 중에서 주시토모그래피 결과에 심각한 영향을 미치는 체계적인 잡음인 송신원 종속적인 잡음과 수신점 종속적인 잡음을 해당기록의 정보정으로 산출하는 방법을 제안하였다. 이 방법은 공통 송신원 또는 공통 수신점 모음의 초동주시를 적합 하는 최소제곱근사 곡선으로부터 해당 송신점 또는 수신점 종속적인 정보정을 산출하는 방법이다. 제안한 방법의 적용성을 검토하기위하여 잡음제거 모의실험을 수행하였다. 대상 모델로 균질한 매질 내에 있는 소규모 터널모델을 설정하고, 파선추적법에 의하여 주어진 측선배열에 대한 초동주시를 산출하고 이 기록에 송신/수신점 종속적인 잡음을 첨가하고 이를 산출하는 실험을 수행하였다. 잡음의 rms가 이상대의 존재로 인한 최대 예상 주시지연의 25%인 경우, 제안한 방법을 7회 반복 시행함으로써 성공적으로 잡음을 추출할 수 있었다.

• 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.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.314-321
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• 2007

최근에 들어서 물성이 서로 다른 두 종류의 탐사자료의 복합역산에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이는 복합역산에 의하여 훨씬 더 정확한 지하구조 영상을 계산할 수 있을 뿐만 아니라 물리탐사 변수가 아닌 다른 물성 분포의 유도가 물리탐사로서 가능해지기 때문이다. 이 연구에서는 (1) cross-gradient로 정의되는 두 지하구조의 유사성의 최대화, (2) 두 물성간의 상관관계의 최대화, (3) 지하 물성 분포에 대한 선험적 정보의 3 종류 제한을 채택한 탄성파 굴절법 주시 토모그래피와 전기비저항 탐사 자료의 복합역산법을 개발하였다. 지표 전기비저항과 탄성파 굴절법 탐사의 수치실험을 통하여, 제안한 복합역산법의 효용성과 각종 제한조건의 효과를 분석하였다. 특히 제한조건을 적절히 이용할 경우, 탄성파 탐사의 저속도층에 의한 숨은 층 문제를 복합탐사 및 역산으로 해결할 수 있음을 알 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권1호
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• pp.26-32
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• 2018

중국 만주지역은 백두산이라는 거대한 화산이 존재하는 지질학적, 지구물리학적으로 중요한 곳이다. 백두산은 전 세계에서 규모가 가장 큰 화산 중 하나이며, 최근 분화 조짐이 보이면서 사람들의 관심이 집중되어 있다. 본 연구는 중국 만주지역의 하부 깊이 약 100 ~ 600 km 사이의 속도구조를 파악하기 위해 S파 상대주시 토모그래피를 수행하였다. 연구에는 IRIS (Incorporated Research Institutions for Seismology)에서 제공하는 Necess Array (North East China Extended SeiSmic Array)에 기록된 2009 ~ 2011년 기간 동안 진앙거리 $30^{\circ}$ 이상 $90^{\circ}$ 미만의 지진 자료를 사용하였다. 획득한 자료들에 다중채널 상호상관법(multi-channel cross-correlation method)을 적용함으로써 상대주시를 계산하였다. 그 결과 중국 만주 지역에 분포하는 화산지대와 토모그래피 이미지에서 나타나는 저속도 이상체의 위치가 동일함을 관측하였다. 백두산 하부 100 ~ 600 km 사이에 저속도 이상이 발견되었으며 이 저속도 이상체는 백두산의 마그마 공급과 연관이 있을 것으로 판단된다. 서쪽에 다통 화산지대 동쪽 하부 300 km 부근까지, 북쪽에 우달리안치 화산지대의 경우 하부 200 km 부근 까지 저속도 이상이 발견되었다. 이 저속도 이상체는 백두산의 형성과 생성원인이 다르며, 다통 화산지대 동쪽 저속도 이상의 경우 깊은 맨틀에서의 상승류에 의해 생성되었을 가능성이 있으며, 우달리안치 화산의 경우 연약권에 상승류에 의해 생성된 것으로 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2000년도 정기총회 및 특별심포지움
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• pp.132-146
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• 2000

강원도 삼척시 도계읍 마교리의 남풍갱 상부 농경지에서 북동-남서 및 북서-남동 방향으로 총 10개의 측선에 대한 탄성파 굴절법 탐사를 실시하였다. 매 측선마다 지오폰은 일렬로 1m 간격으로 48 개를 설치하였으며 파원은 5Kg해머를 사용하여 5개의 위치에 타격을 가하였다. 굴절법 탐사의 자료처리는 역행주시법 , GRM과 함께 파면확장법을 통한 초동계산과 SIRT를 이용한 역산을 하는 주시 토모그래피를 사용하여 행해 졌다. 계산 결과 조사지역 의 상부 매립 및 퇴적층의 하부 경계면은 3.49m에서 8.88m의 심도로 분포하고 있으며 P파의 속도는 270${\~}$360m/s를 나타내었다. 하부 파쇄암반의 P파 속도는 1550${\~}$1940m/s의 분포를 보였다. 자료처리 결과 이처럼 상부와 하부층의 탄성파 속도 차이가 크게 나타나고 경계면의 굴곡이 완만할 경우에는 GRM이 역행주시법에 대해 갖는 이점이 거의 없음을 발견하였다. 역행주시법과 주시 토모그래피의 결과는 서로 잘 일치하였으며, 조사지역의 북동 방향으로는 상하부층의 경계면이 지표면이 겪은 변화와 동일한 굴곡을 보이고 있다. 이는 남풍갱 폐탄광 지역의 지하 채굴적에 의한 지반이완이 넓은 지역에 걸쳐 상부로 전이되어 나타난trough형 지반침하의 전형적인 양상으로 판단된다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3C호
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• pp.143-155
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• 2006

SPT-업홀 기법은 표준관입시험시 발생하는 지중의 타격 에너지를 가진원으로 이용하고 지표면에 설치된 속도계로 신호를 획득, 지반의 전단파 속도 주상도를 도출하는 기법이다. 기존의 SPT-업홀 기법은 1차원 해석 기법이므로 지반이 수평하지 않은 경우에는 그 신뢰성이 떨어지게 된다. 본 논문에서는 수평적으로 불균질한 경우에도 SPT-업홀 기법을 수행할 수 있도록 토모그래피 기법을 도입하여 결과를 분석하고자 하였으며 시추공-지표면 주시 토모그래피 기법으로 시추공 주변 지반의 전단파 속도 분포를 삼각형 형태로 도출할 수 있게 된다. SPT-업홀 기법의 토모그래피 기법 적용을 위해 새로운 현장 시험법 정립, 전단파 성분의 초동 정보 획득 방안 및 토모그래피 기법 프로그램의 적용 방안 등을 확립하였다. 일반적인 지반 형상을 대표하는 다층구조의 수평 모델, 상향 경사 모델, 하향 경사 모델에 대한 유한요소해석을 통하여 정립된 SPT-업홀 토모그래피 기법을 검증하고자 하였다. 최종적으로 실제 현장에서 SPT-업홀 토모그래피 기법을 수행하여 2차원적인 전단파 속도 분포를 도출하였으며 시험 측선에서 다수의 시추를 통해 파악한 지반의 2차원 형상과 비교를 통해 결과의 신뢰성에 대해 검증하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제1권1호
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• pp.49-56
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• 1998

탄성파토모그래피는 고해상의 자료분석을 필요로 하는 환경이나 토목 등 공학적 응용분야에서 지하구조를 결정하기 위해 널리 사용되는 방법이다. 지금까지의 탄성파토모그래피는 대부분 주시역산에 의존해 왔으나 최근에는 파형정보를 이용하는 역산기법들이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 이러한 파형정보를 이용하여 음파 매질에서의 이차원 전파형 역산 알고리듬을 개발하였다. 전파형 역산은 Born역산의 약산란장 가정이나 주시역산의 고 주파수 가정이 필요 없는,분해능이 가장 좋은 방법이다. 그러나 초기추정값이 실제 모델과 많이 다를 경우 국부 최소값에 빠진다는 단점이 있다. 본 연구에서는 주시 역산을 통해 배경값을 추정하고 이를 초기추정 값으로 주어 전 파형 역산을 수행하는 알고리듬을 개발하였다. 본 알고리듬을 인공탄성파자료에 적용한 결과, 주시 역산 결과를 전파형 역산의 초기치로 사용할 경우 오차의 수렴속도가 매우 빠르고 분해능이 뛰어난 영상을 제공함을 확인할 수 있었다. 이는 주시역산을 통한 배경값 추정이 전파형 역산의 국부 최소값 문제와 계산 시간의 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방안임을 시사한다. 또한 축소모형실험자료에 대하여 본 알고리듬을 적용한 결과 재구성된 속도구조가 실제 모형과 잘 일치함을 알 수 있었고, 이를 통하여 현장자료에 대한 적용가능성을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권1호
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• pp.33-45
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• 2002

주시 토모그래피의 한계인 분해능을 극복하기 위하여 새로운 영상화 기법이 요구되며 그 중의 하나가 파형 역산이다. 파형 역산은 위상뿐만 아니라 파동의 진폭을 동시에 이용하므로 지하구조를 고해상으로 영상화할 수 있는 기법이다. 그러나 파형역산은 전파와 역전파의 모형반응 계산이 요구되므로 많은 계산 시간이 요구된다. 본 연구에서는 파형역산 기법에서 효율적인 합성 파동장 계산을 위하여 속도-응력법을 이용하였다. 시추공 영상화 기법들의 분해능을 알아 보기 위하여 수치모형에 적용, 비교하여 파형역산과 주시 토모그래피의 분해능을 살펴보았다. 파형역산의 분해능 한계는 Schuster가 유도한 구조보정의 분해능 한계와 유사함을 알 수 있었다. 시추공의 기하학적인 문제로 인한 커버리지의 부족의 문제는 VSP자료를 적용함으로서 해결할 수 있어 수평적인 분해능이 향상되었다. 또한 구현된 알고리듬의 현장적용성을 평가하기 위하여 실제와 유사한 이론모형에 적용해보았으며 이 때 발생하는 비선형성을 줄이기 위해 초기치로 주시역산 토모그램을 적용하여 좋은 결과를 얻었다.