• 지구물리
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• 제4권2호
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• pp.113-120
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• 2001

이산 웨이브릿 변환은 탄성파 신호를 분석하고 파의 성분을 구분하는 도구로 사용이 가능하다. 이산 웨이브릿 변환은 푸리에 변환에 비해 신호의 변화 시점을 인식할 수 있는 장점을 지닌다. 본 연구에서는 탄성파 신호에 이산 웨이프릿 변환을 적용하여 초동과 S파 등 파의 구성 성분을 인지하고 주시를 결정하는 방법을 제시하였다. 정확한 지층 속도의 결정은 정확한 주시 결정에서 비롯되며, 이는 탄성파 속도분석, 굴절법 탐사, 탄성파 토모그래피, 다운홀 탐사, 크로스홀 탐사, 음파 검층 등 탄성파를 활용하는 각종 지구물리탐사 분야에 있어서 해석에 대한 신뢰도를 크게 증진시킬 수 있다. 잡음이 있는 경우와 없는 경우의 인공합성 탄성파 신호에 대한 P파와 S파의 주시 결정을 시도한 결과, 잡음이 많은 탄성파 신호에도 본 알고리즘이 적용 가능함을 확인할 수 있었다. 잡음이 많이 포함된 현장 자료에서도 초동을 정확하게 결정할 수 있었다

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권4호
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• pp.237-242
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• 2005

기반암 심도측정을 위한 탄성파 굴절법 탐사자료 분석 결과 다음과 같은 사실을 확인 하였다. 1) 매질의 탄성파 속도는 표토층(<4 m)에서는 250 m/s, 충적층(4< < 17 m)은 2,500 m/s, 암반은 3,000 m/s 이상이다, 2) 탄성파 탐사에서 표출된 최하부 굴절면의 심도는 최대 17 m 정도로서 이는 3) 속도 및 밀도 검층 자료에서도 동일하게 심도 17 m 부근에서 속도 및 밀도의 증가가 관측된다. 반면 시추조사에 의하면 25 m 이하에서 암반(화강암)이 나타나며 결과적으로 굴절법 탄성파 탐사 및 검층기록과 시추조사 결과에서의 기반암 깊이가 서로 일치하지 않는다. 이러한 원인은 본 조사지역이 충적층의 속도가 상당히 커서 본 탐사기록의 송신원-수진점 거리($70{\sim}80m$)는 심도 25 m의 기반암 굴절파를 초동으로 기록하기 위해서는 충분하지 못한 것으로 분석하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권3호
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• pp.185-192
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• 2006

토목이나 환경분야에 적용되는 시추공을 이용한 P파와 S파 속도검층 수행 시 여러 고려해야 할 사항이 있다. 토양이나 풍화암 등 연약층에 설치한 케이싱이 탄성파 측정에 미치는 영향, 사용되는 주파수에 따라 측정되는 탄성파 속도의 변화 등이 그것이다. 또한 속도검층으로부터 구한 탄성계수는 동적특성을 반영한다. 이러한 과제를 극복하기 위해서는 탄성파시험이 설정된 시추공에서는 가급적 케이싱을 설치하지 않고 공벽을 유지하는 시추 기술을 개발, 적용하도록 하고, 속도검층의 목적에 맞는 주파수 대역의 시험법을 적용하도록 해야 하겠다. 또한 내진설계자들이 속도검층에서 구한 동탄성계수와 실내역학시험에서 구한 정탄성계수와의 차이점을 인식하고 적절히 사용할 수 있도록 조언하는 것도 필요하다.

• 터널과지하공간
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• 제18권3호
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• pp.214-218
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• 2008

본 연구에서는 SHPB(Split Hopkinson Pressure Bar)를 이용하여 변형률 속도에 따른 이방성 화강암의 동적파괴 과정을 조사하였다. 실험결과 변형률 속도가 증가할수록 에너지 흡수량 및 최대응력이 증가하였다. 최대응력은 모든 방향에서 변형률 속도에 의존적이나 역학적 이방성에 민감하지는 않았다. 변형률 속도가 증가할수록 탄성파속도가 많이 감쇠되고, 모든 방향에서 변형률 속도에 의존적이며 강한 암석일수록 감쇠가 빠르게 일어났다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.249-258
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• 2019

연구목적: 본 연구에서는 서울 경기지역의 화강암을 대상으로 시추조사 시 채취된 암석 시료에서 측정된 물리적 특성 중 탄성파속도와 탄성계수로부터 암석의 일축압축강도와의 상관성을 분석하여 암석의 일축압축강도를 추정하는 것을 목적으로 한다. 연구방법: 119개의 화강암 시추 코아 시료를 대상으로 탄성파 속도와 탄성계수 그리고 일축압축강도와의 상관관계를 도출하기 위하여 실내 암석 실험을 실시하였다. 연구결과: 화강암에 대하여 탄성파속도와 일축압축강도 그리고 탄성계수와의 상호 관계를 단순회귀와 다중회귀로 분석한 결과는 전반적으로 관계식에 나타난 것처럼 신뢰도가 낮음을 확인하였다. 이는 화강암의 구성 입자가 균질하지 못하여 탄성파속도와 탄성계수를 이용한 압축강도 추정에 대한 활용성이 낮은 원인으로 사료된다. 결론: 본 연구에서 암석의 탄성파속도와 탄성계수로부터 일축압축강도를 추정하기 위한 상관관계를 분석하기 위하여 단순회귀분석과 다중회귀분석 방법을 이용하였다. 단순회귀분석은 결정계수($R^2$)가 0.61~0.67 이었으며, 다중회귀분석은 0.71로 나타났다. 따라서 다중회귀분석을 이용하여 암석의 일축압축강도를 추정할 때 다소 신뢰성이 높아질 수 있다. 또한, 향후 탄성파 속도와 탄성계수를 이용한 암석의 일축압축강도를 추정할 때 다양한 통계분석 기법(회귀분석, 인공신경망, 빅데이터 분석 등)을 활용하면 보다 신뢰성이 높은 결과를 얻을 수 있을 것으로 본다.

• 터널과지하공간
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• 제21권6호
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• pp.460-470
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• 2011

자연환경하에 있는 암석의 풍화특성과 풍화된 암석의 강도평가를 위하여 다양한 크기의 아소 가족묘비석을 대상으로 탄성파 속도를 측정하였다. 그 결과 크기가 다른 시료를 동일한 크기로 환산하여 탄성파 속도를 평가하는 크기 보정법과 새로운 암석 풍화지표로서 NET(Normalized Elapsed Time)를 제안하였다. 또한 NET을 이용한 암석 풍화 분류로부터 풍화암석에 대한 강도를 추정하였다. 용결응회암의 경우 탄성파 속도는 높고 속도저하는 거의 나타나지 않았지만, 안산암의 경우 탄성파 속도는 낮고 속도저하 현상이 관찰되었다. $V_p/V_o$-NET 곡선에 근거한 NET를 이용할 경우 크기가 다른 다양한 암석에 대해 같은 크기로 풍화정도를 비교할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 $S_c/S_o$-NET 곡선에 의한 NET을 이용하여 암석의 풍화단계 분류가 가능하였으며, 이것으로부터 풍화 암석에 대한 강도추정도 가능하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.223-231
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• 2013

본 논문에서는 물성이 균일하지 않은 반무한 고체영역의 탄성파속도 분포를 재구성하기 위한 시간영역 Gauss-Newton 전체파형 역해석 기법을 소개한다. 반무한 영역을 유한 계산영역으로 치환하기 위하여 유한영역의 경계에 수치적 파동흡수 경계조건인 perfectly-matched-layers(PMLs)를 도입하였다. 이 역해석 문제는 PML을 경계로 하는 영역에서의 탄성파동방정식을 구속조건으로 하는 최적화 문제로 성립되며, 표면에서 측정된 변위응답과 혼합유한요소법에 의해 계산된 응답간의 차이를 최소화함으로써 미지의 탄성파속도 분포를 결정한다. 이 과정에서 Gauss-Newton-Krylov 최적화 알고리즘과 정규화기법을 사용하여 탄성파속도의 분포를 반복적으로 업데이트하였다. 1차원 수치예제들을 통해 Gauss-Newton 역해석으로 부터 재구성된 탄성파속도의 분포가 목표값에 충분히 근사함을 보였으며, Fletcher Reeves 최적화 알고리즘을 사용한 기존의 역해석 결과에 비해 수렴율이 현저히 개선되고 계산 소요시간이 단축됨을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권12호
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• pp.41-51
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• 2012

지표 근처의 지반은 대부분이 불포화 상태로 이루어진다. 이러한 불포화토의 강성은 지반에 존재하는 물과 공기의 양에 영향을 받게 된다. 본 연구의 목적은 전단파와 압축파 신호를 이용하여, 불포화토가 가지는 특성을 파악하는 것이다. 인위적으로 지표 근처의 불포화토를 조성하기 위해 압력판 추출시험기를 사용하였으며, 모관흡수력 조절을 통해 포화도를 변화시키면서 각 포화단계에 따른 탄성파를 측정하였다. 전단파 속도의 측정을 위해 벤더엘리먼트가 사용되었고, 압축파 속도의 측정을 위해서 디스크엘리먼트가 사용되었다. 각각의 트랜스듀서는 실험을 위해 제작된 사각형의 구속셀 안쪽에 설치되었다. 균질한 크기의 모래시료와 세립분을 이용하여 불포화토를 조성하였다. 실험을 통해 모관흡수력 변화에 따른 시료의 포화도 변화를 관찰하고, 각 포화단계에 따른 전단파 속도와 압축파 속도를 산정하였다. 또한, 측정된 탄성파 속도를 바탕으로 탄성계수, 전단탄성계수 그리고 포아송비를 추정하였다. 탄성파를 이용하여 산정한 간극비와 부피측정에 근거한 간극비가 거의 유사한 것으로 나타났다. 본 논문에서 제시한 불포화토의 각 포화단계에 따른 탄성파 속도의 측정실험은 지표 근처의 불포화토가 지니는 특성을 파악하기 위한 매우 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• 자원환경지질
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• 제40권6호
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• pp.739-749
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• 2007

탄성파 속도는 지층 물성에 따라 다양하게 분포한다. 탄성파 음원 모음도 상에 나타나는 이러한 특성은 균질 매질을 고려한 수치 모델링에서는 정상적으로 모사할 수 없으므로 무작위 불균질 매질을 고려한 수치 모델링이 필요하다. 본 연구에서는 불균질 매질 모델을 설정하고, 가우스 자기상관 함수, 지수 자기상관 함수, 폰 카르만 자기상관 함수를 이용하여 단순 지층 구조에 적용하고 각각의 특성을 살펴보았으며, 이 가운데 폰 카르만 자기상관 함수가 단파장 불균질 속도매질을 잘 표현함을 알 수 있었다. 가스 하이드레이트 수치모델링은 동해 현장자료를 바탕으로 해저면과 모델크기를 결정하였으며, 수치모델링 결과 폰 카르만 자기 상관함수가 불균질 지층구조를 포함하는 가스 하이드레이트 속도모델에서 산란현상을 가장 적절하게 구현함을 알 수 있었다. 또한 동해 탄성파 탐사자료의 탄성파 음원 모음도에서 나타나는 해저면 기인 강진폭 위상역전 반사파(BSR: bottom simulated reflector)와 산란파들이 불균질 수치 모형실험에서 적절하게 구현되었음을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.392-395
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• 2011

본 논문은 부착식 PSC 텐던에 도입된 긴장응력이 종진동 메카니즘에 미치는 영향을 소개한다. 텐던의 종방향 변형과 비틀림 변형은 상호 연동하여 거동하고, 텐던에 도입된 긴장응력은 축강성과 비틀림 강성에 영향을 미친다. 따라서 텐던의 탄성파 속도는 도입된 긴장응력의 크기에 따라서 변한다. 실험적 검증을 위하여 도입 긴장응력이 다른 6개의 부착식 PSC 시험체에 대한 종진동 실험이 수행되었다. 실험결과로부터 도입 응력과 탄성파 속도와의 역학적 관계를 확인하였으며, 기존 문헌의 실험결과와 비교하였다.