• 자원환경지질
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• 제35권5호
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• pp.455-463
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• 2002

자료의 부족 및 육.해양을 동시에 감안해야 하는 상황으로 인하여 아직까지 한반도 중부 대륙에서 해양지역으로 이어지는 대륙연변부에서의 심부지각구조에 관한 심층적인 지구물리학적 연구는 이루어지지 못하였다. 본 연구에서는 중력자료를 이용하여 대륙과 해양을 잇는 대륙연변부 북위37$^{\circ}$~38$^{\circ}$, 동경128$^{\circ}$~132$^{\circ}$지역에 대한 심부지각구조를 해석하였다. WCA보정을 이용하여 해상지역의 선상중력자료에 나타나는 탐사측선상의 잡음으로 판단되는 고주파성분을 제거하고, 보정된 해상지역의 free-air 중력이상을 동일한 고도 기준면을 갖는 육상지역의 부게 중력이상과 결합하였다. 연구지역의 중력이상을 4개 지역으로 나누고, 각각의 지역에 대한 파워스펙트림 분석에 의해 산출한 모호면으로 판단되는 밀도 경계면은 한반도 내륙 부에서 대륙주변부를 지나 동해 울릉분지 쪽으로 갈수록 심도가 점점 얕아지는 양상을 보인다. 파워스펙트럼 결과에 의해 기초 모델로 설정하고 모델링을 실시한 결과, 모호면의 심도는 한반도 내륙지역에서는 약 33~35 km로 나타나고, 대륙주변부에서의 모호면의 심도는 18~28 km로서 한반도 내륙지역에 비해 얕아진다. 이와 같은 구조적 특성은 울릉분지의 주변부를 따라 나타나고 있는 중력변화에서도 잘 나타나고 있다. 울릉도 남쪽 해역에서의 모호면은 약 16~17 km로 대륙 쪽의 모호면 깊이보다 훨씬 얕다. 이와 같이 중력자료로부터 구한 지각모델의 결과는 인근 지역에서 이루어진 탄성파탐사를 통한 지각모델링 결과와 매우 유사하게 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권3호
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• pp.95-108
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• 1998

지반의 S파 및 P파의 깊이에 따른 변화를 원위치에서 측정하기 위하여 다운흘 시험 (downhole testing)과 SCPT (seismic CPT) 등이 널리 사용되어 왔다. 다운홀 시험과 SCPT는 경제성, 운용의 용이성, 발진원의 단순성 등의 측면에서 효율적이기 때문에, 현재 지반조사에서 그 사용빈도가 더욱 증가하고 있는 추세이다. 특히 최근에는 다운흘과 SCPT의 자료 분석을 자동화하기 위한 노력의 일환으로 interval measurements의 기법이 활용되고 있는데, 현재 이에 대한 적절한 역산해석 (inversion analysis) 기법이 없는 형편이다. 따라서, 본 논문에서는 다운홀이나 SCPT의 interval measurements를 분석하기 위한 새로운 역산해석 기법을 제안하였다. 제안된 역산해석 기법의 정모델링(forward modeling)에서는 탄성파의 전파를 Snell의 법칙에 의거하여 굴절.반사되는 현상을 고려하였곡, 역산해석을 위해서는 최대공산법 (maximum likelihood method)을 적용하였다. 그리고, 본 논문에서 제안한 역산해석 기법의 검증을 위하여, 하나의 S파 주상도를 가정하고 이에 대하여 다운흘 시험을 모사하였다. 이론적으로 수행한 다운홀 시험 결과에 대하여 기존의 비 역산해석 방법과 본 논문에서 제안한 역산해 석 기법에 의해서 S파 주상도를 추정하였는데, 그 결과 본 논문에서 제시한 역산기법이 가장 정확한 결과를 도출하였으며, 다운홀 시험과 SCPT을 자동화하는데 효율적으로 적용이 될 수 있음을 입증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제18권1호
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• pp.10-15
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• 1999

본 연구는 35° Y-X Quartz 기판에 낮은 형상 요소를 갖는 Code Division Multiple Access(CDMA)방식 기지국용 Intermediate Frequency (IF)단 통과대역 필터를 설계하고 제작하는 방법에 대해 연구하였다. 이 기판 위에 임펄스 모델링을 이용하여 낮은 형상 요소를 갖는 표면 탄성파 필터를 제작하기 위해 입력단에는 Apodization weighted형의 빗살무늬 변환기, 출력단에는 Withdrawal weighted형의 빗살무늬 변환기로 구성하였다. 그리고 입출력 IDT의 개수는 리플의 영향을 최소화하기 위해 Kaiser-Bessel 창함수를 이용하였으며, 각각 2200쌍과 1000쌍으로 하였다. IDT 전극의 폭은 3.6㎛, 간격은 3.5㎛였으며 두께는 파장과의 비를 고려해 6000Å으로 할 때 최적의 결과를 얻을 수 있었으며, 구경은 임피던스 정합을 위해 2mm로 하였다. 제작된 SAW필터는 중심 주파수 115.2MHz, 통과대역 폭은 1.27MHz이상, 형상 요소는 1.3이하, 삽입손실 -l5dB 및 저지대역 -45dB이하인 특성을 얻을 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제18권5호
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• pp.328-337
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• 2008

굴착손상권의 특성 및 범위를 규명하는 것은 방사성 폐기물의 이동 및 확산의 위험을 최소화하는 지하공동의 기밀에 영향을 받는 방사성폐기물 처분사업에선 중요하다. 캐나다 AECL의 URL에선 터널기밀시험(TSX)이 수행되었고, 굴착손상권(EDZ)의 발달 가능성을 최소화하기 위하여 응력장을 고려하여 터널 형태 및 방향을 선택하였다. EDZ의 특성 및 범위는 방사상의 시추공내에서의 탄성파 속도와 투수율 측정을 통하여 파악되었다. 이 결과는 EDZ의 범위를 추정하는 본 연구의 모델링작업에 사용되었다. 이를 위하여 UDEC 코드내에 손상모델을 형성하고, 실내실험 물성에 맞추었다. 이 모델은 TSX 터널 주변의 균열 개시와 성장범위를 예측하는데 사용되었고, 해석결과는 실제 측정된 손상과 비교되었다. 수치모델내 손상권의 발달은 현장 측정결과의 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권3호
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• pp.84-88
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• 2001

탄성파 구조보정에서 초기속도모델과 실제지층속도와의 오차는 심각한 이미지 왜곡을 초래할 수 있다. 따라서, 초기속도 모델의 설정은 성공적인 구조보정을 위한 중요한 요소 중의 하나이다. 초기속도모델로서 단순지층 모델을 적용할 경우, 속도 차가 큰 지층경계면에서는 기존의 주시계산 방법으로는 정확한 주시를 계산할 수 없다. 또한 실제 지하내부가 갖는 선형적 속도변화를 적절히 표현할 수 없다. 본 연구에서 초기모델로 적용한 Smooth Background Model(이하 SBM)은 깊이에 따라 지층속도가 선형적으로 변화하는 모델로서 지하내부의 특성을 적절히 표현할 수 있고, Vidale 방법과 같은 주시계산 알고리즘을 적절히 적용할 수 있다. 본 연구에서는 중합전 구조보정을 위해 키리히호프 연산자를 사용하였으며 모델링을 통해 얻은 절대 진폭값을 가중치로 적용하므로써 초기 모델에 대한 진진폭을 고려하였다. 구조보정을 위한 초기모델은 중합속도를 이용하여 결정하였고, 이를 실제자료에 적용하여 보았다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권1호
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• pp.5-18
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• 1997

일반적으로 포화지반의 동적거동을 정확히 예편하기 위해서는 다공성(multi-phase) 재료모델과 그 모델을 이용하는 수치해석 프로그램의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 높은 동하중을 받는 다공질 재료의 이론적인 거동해석 연구결과와 함께 기존 MPDAP(multi-phase dynamic analysis program)에 JWL(Jones-Withins-Lee) 모델을 삽입시켜 개발한 MPDAP에 대해 다루었다. JWL모델은 기존 모델과는 달리 폭약의 종류 및 특성 등을 고려할 수 있는 모델이다. 또한 본 논문에서는 개발된 프로그램의 적합성을 조사하기 위하여 몇몇 예제에 대한 검증해석을 수행하였다. 검증결과, 단일매체 (single-phase medium)에서의 탄성구형파의 전파특성 해석의 경우 해석결과와 이론해는 거의 일치하는 결과를 나타내었고, 일차원 선형 압밀해석의 경우과잉 간극수압은 Terzaghi의 이론해와 해석된 결과가 비교적 일치하는 경향성을 보여 주었다. 또한 포화지반에서의 평면 압축파 해석의 경우도 해석결과와 이미 검증된 프로그램 또는 완전해의 해석결과는 거의 유사하게 나타나는 것을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.241-247
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• 2019

밴드갭은 기계적 파동의 전파가 금지되는 특정 주파수 범위를 의미한다. 본 연구는 경사도 기반의 설계 최적화 방법을 사용하여 낮은 가청 주파수 범위에서 밴드갭을 갖는 3차원 켈빈 격자를 설계하는 것을 목적으로 하고 있다. 블로흐 이론을 이용하여 무한주기 격자에서의 탄성파 전파를 해석하고, 기하학적으로 엄밀한 빔 이론에서 선형화를 통해 얻은 전단 변형 가능한 빔 모델을 사용하여 격자 구조 연결선을 모델링하였다. 주어진 격자 구성에서 중립 축 및 단면 두께를 B-spline 함수를 이용한 아이소-지오메트릭 매개화를 통해 설계 변수로 정의하고, 격자 구조의 밴드갭의 크기를 극대화하는 최적 설계를 수행하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제22권1호
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• pp.12-20
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• 2019

감쇠 파동장 기반 초동주시 계산은 기존 파선추적법의 단점을 보완하는 초동주시 계산기법이다. 이 기법은 주파수 영역 감쇠 파동장을 구해야 하기 때문에 수치 모델링이 필수적이다. 하지만 육상 탄성파 탐사 자료를 모사할 경우 불규칙한 지형을 고려해야 하기 때문에 계산 효율이 좋은 유한 차분법을 적용하기 어렵다. 불규칙한 지형을 정확하게 모사하기 위해 유한 요소법을 사용할 경우 계산량이 크게 증가한다는 단점이 있다. 이 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 embedded boundary method (EBM)를 유한 차분법에 적용하여 불규칙한 지형에서 초동주시를 계산하였다. 제안한 초동주시 계산기법의 정확도와 효율성을 확인하기 위하여 유한 요소법과 비교하였다. 수치 실험 결과 EBM을 적용한 초동주시 계산기법이 유한 요소법을 이용한 방법과 대등한 정확성을 보였고, 계산 효율은 더 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제22권4호
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• pp.266-275
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• 2012

$CO_2$ 저장에 따른 암반 물성의 변화 분석은 지중저장소 정밀 모니터링을 위해 필수적인 요소로서 이에 대한 다양한 각도의 시험 수행과 모델링이 요구된다. 하지만 국내의 경우는 대부분 모델링 연구에 집중되고 있으며, 수치모델에서 필요로 하는 입력자료 대부분이 문헌에 기반을 둔 가정치를 사용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 실험실 규모의 $CO_2$ 주입 환경을 모사하는 기술을 고안하고, 초임계 $CO_2$와 반응하는 저류층 암반의 거동 분석을 위해 암석 시료를 이용한 역학적 물성 변화 위주의 실험실 시험을 실시하였다. 시험 대상은 저류층 내에서 덮개암 및 저장층 역할을 하는 셰일 및 사암으로 하였으며, 층간 결합력이 약해 팽창성이 높은 것으로 보고된 셰일에 대해서는 추가적으로 초임계 $CO_2$에 의한 팽창성을 검토 하고자 하였다. 반응 전 후의 변형 거동과 물성변화 관찰을 위해 파괴 및 비파괴 분석 시험을 실시하였다. 단축압축시험 결과 분석을 위해 균열닫힘, 균열개시, 불안정한 균열 성장 구간을 찾아서 검토하였으며, 선형탄성 구간에서의 탄성계수 및 포아송비를 비교 분석하였다. 그리고 비파괴 시험 중 탄성파 속도 측정 시험을 통하여 초임계 $CO_2$에 의한 암석 내부물성변화를 추정하였다. 실험결과, 초임계 $CO_2$ 및 염수, 물 등 반응 조건이 변화함에 따라 암석의 변형거동 양상은 크게 달랐으며 물성 변화도 관측되었다. 덮개암 역할을 하는 셰일의 경우 사암에 비해 반응조건에 따라 물성이 민감하게 변화하였는데 셰일의 이와 같은 특성은 저류층의 안정성에 영향을 미칠 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 앞으로 추가 실험을 통해 저류층의 지중저장 능력 및 안정성에 영향을 미치는 주요변수들의 상호관계를 규명하는데 기초적인 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 지질공학
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• 제7권2호
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• pp.139-149
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• 1997

전기비저항 모니터링을 이용하여 충적층 지하수위의 변동을 감지 할 수 있는지의 여부가 연구되었다. 연구는 유한요소법을 이용한 전기비저항 수치 모델링 시험과 20일간의 장기 양수 시험이 수행된 금강 정동리 지역의 현장 자료를 이용하여 수행되었다. 수치 모델링 시험 및 현장 자료 획득은 전극 기본 간격이 4m인 21개의 고정전극을 이용하였으며, 전극배열은 "변형 웨너 배열"과 쌍극자 배열을 이용하였다. 현장 장기 양수 시험에서 관측된 수위 변화를 단순화하여 지하 2차원 비저항 모델로 사용한 사용한 결과, 겉보기 전기비저항의 변화 양상은 수위 변화보다 둔감한 변화 양상을 보여 주며, 수위 변화가 있는 부분뿐만 아니라하부 결정질 기반암의 경계 부위에 해당하는 심도에서도 겉보기 비저항 장치가 변화하는 현상이 관측되었다. 이러한 수치 결과와 부합되는 결과가 실제 현장에서 획득된 겉보기 전기 비저항 단면에서도 나타났다. 수치 계산결과 및 현장 자료는 전기 비저한 모니터링이 지하수위 변동을 유무 감지하는데 유용하게 사용될 수 있음을 보여주었다. 그러나 겉보기 전기비저항 단면이 수위 변동량을 정량적으로 규명할 만큼의 뚜렷한 변화를 보여주지는 못하기 때문에 전기비저항 방법만으로 정략적인 수위변동을 감지하는데 한계가 있는 것으로 판단되었다. 이러한 지하 수위 변동량 등을 명확히 규명하기 위해서는 고해상도 탄성파 또는 지하레이다 탐사처럼 지하의 모습을 영상화 할 수 있는 지구물리 탐사법이 병행되는 것이 바람직하다.