• 기계저널
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• 제31권4호
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• pp.332-340
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• 1991

본 글에서는 속이 찬 실린더(solid cylinder)에서의 비대칭 탄성파전파 문제를 풀기 위한 해석적 방법의 일부를 소개하고자 한다. 속이찬 실린더에 있어서는 측면벽의 경계조건에 상관없이 평 판에서의 Fourier 시리즈와 유사한 단순해가 존재하지 않는다고 밝혀져 왔다(1). 그러나 최근 발표된 본인의 논문(2)에서 지적된 것처럼, 매우 특별한 측면 경계조건을 갖는 경우에만 정해가 존재한다. 특히 탄성파전파에 관한 한, 이러한 정해는 물리적으로 볼 때 팽창파(dilatational wave)와 전단파(shear wave)가 서로 얽히지 않는 상태에 해당되기 때문에, 소위 "비혼합 해(uncoupled solution)"라 불린다. 이 "비혼합해(uncoupled solution)"의 실제 사용 예를 들면, 상술된 바와 같이 일반적인 측면 경계조건을 갖는 속이 찬 실린더 문제를 풀기 위한 시도함 수(trial function)로 사용될 수 있을 것이다. 주지하는 바와 같이 자유측면벽(traction-free cylindrical wall)을 갖는 속이 찬 실린더는 공학적으로 매우 중요한 구조요소이다. 이 경우에는 측면벽의 경계조건으로 말미암아, 해가 정해의 형태로 존재하지 않는다. 특히 이 구조물에서의 탄성파전파 문제를 다루고자 할 때, 먼저 분산관계식(dispersion relation)을 구한 다음, 이를 이 용해 경계문제를 푸는 것이 상용적으로 사용되는 방법이다. 이 분산 관계식은 파장과 주파수 와의 관계를 나타내는 것으로, 그 복잡성으로 말미암아 이 식을 사용되는 수치해법으로 정확하게 구하는 것은 거의 불가능하다. 따라서, 본 글에서는 특별한 측면벽을 갖는 속이 찬 실린더의 비혼합해를 활용하여 자유측면벽을 갖는 속이 찬 실린더의 분산관계식(pochhammer의 분산관 계식이라 불린다)을 구하는 법을 설명하고자 한다. 이를 위해 비혼합해가 존재하는 측면경계조 건에 대해 먼저 살펴보고자 한다.조 건에 대해 먼저 살펴보고자 한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.1-10
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• 2008

다양한 탄성파 시험으로부터 획득할 수 있는 전단파속도($V_S$)는 주로 지진공학 분야에서의 내진 설계 및 내진 성능 평가를 위한 대표적 지반 동적 특성으로 강조되어 왔다. 일반적인 지반공학적 부지 조사 기법의 지반지진공학적 활용을 목적으로, 표준관입 시험(SPT)과 피에조콘관입시험(CPTu)을 국내 여러 부지들을 대상으로 다양한 시추공 탄성파시험과 함께 수행하였다. 본 연구에서는 현장시험 자료들의 통계학적 모델링을 통해 전단파속도와 표준관입시험의 타격수(N 값)및 선단저항력($q_t$), 주면마찰력($f_s$)과 간극수압계수($B_q$)로 구성되는 피에조콘관입 자료 간의 상관관계를 도출하고 전단파속도 결정을 위한 경험적 방법으로 제안하였다. 비록 일반적인 지반공학적 관입시험과 시추공 탄성파시험의 대상 변형률 수준이 상이하다 할지라도, 본 연구에서 제안된 상관관계들은 국내 토사 지층의 예비적 전단파속도 산정에 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제6권2호
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• pp.101-107
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• 2003

프레넬 볼륨을 이용하는 B차원 탄성파 주시 토모그래피 기법을 개발하고 수치자료를 이용하여 알고리즘의 타당성을 검증하였다. 3차원 주시 토모그래피 기법의 현장자료에의 적용성을 고찰하고자 시추공 간 탄성파 현장자료에 대한 주파수 특성 및 송수신 배열 커버리지를 검토하여 약 8m의 분해능의 3차원 입방체의 속도정보를 도출하였다. 3차원 속도분포를 기존의 2차원 토모그램과 비교하였을 때 두 결과가 잘 일치함을 확인함으로써 3차원 토모그래피 알고리즘의 현장 적용성을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.223-228
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• 2007

화강암 내에 굴착된 2개의 시추공에서 획득한 다중주파수 송신신호에 의한 탄성파 초동신호를 분석하여 전단대에서 탄성파 전파 거동을 고찰하였다. 사용한 송신신호의 주주파수는 10-, 20-, 40-, 56-, 80 kHz 이다. 전단대 구간에서 탄성파 신호 파형의 분명한 특이사항은 발견할 수 없었으나, 전단대 구간에서 국부적인 속도감소가 모든 송신 주파수 기록에서 확인되었다. 전 구간에서 80 kHz 송신원 기록이 10 kHz 기록보다 다소 빠르게 측정되고 있으며, 최대 속도차이를 보이는 구간은 투수율시험에서 투수율이 제일 높게 측정된 구간이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권4호
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• pp.231-241
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• 2014

최근 엔지니어링 목적의 단일채널 탄성파 탐사가 많이 수행되고 있다. 단일채널 탄성파 탐사는 일반적으로 특별한 자료처리 없이 효율적으로 지하 지질구조를 파악할 수 있는 장점이 있지만, 복잡한 지질구조에 대한 정확한 영상화에는 한계를 가진다. 자원개발 목적의 다중채널 탄성파 탐사에서는 최근 파형역산에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 복잡한 지하구조에 대해서도 정확한 지하영상화 결과를 제시하고 있다. 이에 본 논문에서는 단일채널 탄성파 탐사 자료를 이용하여 지하 속도모델을 구하기 위한 탄성파 파형역산 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 단일채널 탄성파 탐사를 고려하여 지하 매질을 1차원으로 가정하였으며, 벌림에 의한 지연시간을 제거하여 벌림에 의한 효과를 보정하였다. 파형역산은 안정적인 해의 계산이 가능한 가우스-뉴턴법을 이용하였다. 알고리즘은 수정된 Marmousi2 모델에 적용하여 검증하였으며, 부산항에서 얻은 현장자료에 적용해 보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.87-97
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• 2008

단단한 모래 입자와 연약한 고무 입자로 이루어진 Engineered soils을 고결화 시킨 후 $K_o$ 상태에서의 거동 특성을 분석하였다. 고결화 효과에 따른 영향 및 모래부피비에 따른 영향을 파악하기 위하여 다양한 모래부피비를 가지는 비고결화 및 고결화 시료를 준비하여, 수직 응력에 따른 변형 및 탄성파 속도를 측정하였다. 탄성파 속도 측정은 벤더 엘리먼트와 PZT 엘리먼트를 이용하였다. 고결화 이 후 응력에 따른 수직 변형율의 기울기는 이중 선형 관계를 보이며 고결화 결합 파괴 이후에는 비고결화 시료와 비슷한 기울기를 가진다. 정규화된 수직 변형량은 응력에 따라 capillary force, cementation, decementation 구간으로 나눌 수 있다. 근접장 내에서 측정된 전단파 신호의 첫 번째 움직임은 압축파의 도달과 일치하였다. 고결화에 의해 탄성파 속도는 수직 응력의 증가 없이 급격한 증가를 보였으며, 고결화 이후 추가적인 응력 증가에도 일정한 값을 보였다. 고결화 파괴 후 지속적인 수직 응력의 증가에 따라 탄성파속도는 증가하였다. 고결화는 비고결화 시료에서 나타나는 유사고무, 유사모래, 전이 3가지의 거동을 방해한다. 고무-모래 혼합재의 고결화 결합의 파괴 메커니즘은 모래부피비에 따라 다르며 낮은 모래부피비의 시료는 입자 모양의 변화가, 높은 모래부피비 시료에서는 입자 구조의 변화가 고결화 결합의 파괴가 주요한 원인이다. 본 연구를 통해 연약한 고무 입자와 단단한 모래 입자의 혼합재인 Engineered soils의 거동은 고결화 및 고결화 파괴에 따라 비고결화 시료와 구분됨을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.373-386
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• 2023

터널 굴착면 전방의 지질상태 및 함수대 예측을 분석하기 위하여 단층파쇄대 붕락구간에서 TSP탐사를 수행하였다. TSP탐사 결과는 예측구간의 막장면 관찰 결과와 비교하여 검증하였다. TSP탐사의 암질 예측 결과는 막장면 관찰 결과와 비교하여 약 3~10 m의 오차가 발생하였으나 전반적인 암질 변화 및 지반상태는 비교적 유사한 것으로 분석되었다. 막장면 관찰의 함수대에서 탄성파 속도비는 1.79~2.37, 포아송비는 0.27~0.39의 범위를 보인다. 함수대 이외 구간(젖은상태(wet))의 탄성파 속도비는 1.61~1.89, 포아송비는 0.19~0.3의 값을 보인다. 탄성파 속도비와 포아송비 분포를 분석하면 탄성파 속도비는 2.0 이상, 포아송비는 0.3 이상에서 함수대 가능성이 높은 구간으로 분석된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권3호
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• pp.145-149
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• 2002

정보정은 풍화층의 두께나 속도가 균질하지 않아 하부의 지층으로부터 전파된 신호의 왜곡을 보정하는 방법으로 굴절파에 근거한 정보정과 반사파에 근거한 잔여 정보정이 있다. 이 중 굴절파에 근거한 정보정은 일반적으로 분석자의 주관적인 해석에 의존하므로 많은 시간이 소요된다. 따라서 방대한 양의 자료를 처리해야하는 3차원 탄성파 탐사 자료의 정보정에 적용하는 데는 어려움이 있다. 이러한 굴절파에 근거한 정보정을 적용하기 위해서는 분석자의 해석을 최소한으로 하여 자동적으로 정보정을 수행하는 방법의 개발이 필요다. 본 연구에서는 굴절파에 근거한 정보정 방법을 육상 3차원 탄성파 탐사 자료에 대해 효과적으로 수행할 수 있는 방법에 대해 살펴보았다.

• 터널과지하공간
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• 제21권2호
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• pp.145-150
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• 2011

사암과 안산암에 대한 풍화특성을 살펴보기 위하여 동결융해 반복시험을 실시한 후, 두 암석에 대한 중량 감소율, 탄성파속도, 일축압축강도 등의 물성 변화를 측정하였다. 중량 변화의 경우 두 암석 모두에서 동결 융해 반복 횟수가 증가함에 중량이 감소하는 경향을 보였다. 특히 안산암에서는 중량 감소 경향이 시험편에 따라 매우 불규칙하게 나타났다. 탄성파속도 변화에 있어서 사암은 5%이상의 감소 경향을 보였으며, 안산암은 동결융해 반복시험 500 사이클까지 탄성파속도 변화가 거의 없다가 1000 사이클부터 5%이상의 감소 현상을 보였다. 이것은 안산암이 비교적 풍화에 강한 암석인 반면, 사암은 풍화받기 쉬운 암석인 것을 의미한다. 또한 안산암의 탄성파속도 변화 양상은 안산암의 중량 변화와 일치한다. 사암의 일축압축시험 결과에서 일축압축강도는 동결융해 반복시험 초기 사이클 구간에서 미미한 강도저하를 보이다 64 사이클부터는 불규칙한 경향을 나타냈다. 결과적으로, 중량 감소가 적은 암석 시험편일수록 강도저하율도 작게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권7호
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• pp.41-50
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• 2019

국내 고준위폐기물처분장 공학적방벽(EBS)의 일부가 되는 완충재로 경주 벤토나이트가 우선적으로 고려되고 있다. 압축벤토나이트는 지하수침투로 인한 팽윤압과 처분용기에서 발산되는 열응력을 경험한다. 따라서 EBS의 성능평가를 위해서 역학적 물성의 산정이 중요하다. 본 논문은 탄성파를 이용하여 경주 압축벤토나이트의 변형특성 측정을 목표로 하였다. 두 개의 $1.59g/cm^3$와 $1.75g/cm^3$의 건조밀도를 가지는 압축벤토나이트 시편을 제작하였고, 자유단-자유단 공진주시험을 수행하여 구속압축파속도와 비구속압축파속도를 측정하였다. 측정된 압축파속도를 이용하여 미소변형에서의 탄성계수($E_{max}$), 구속탄성계수($M_{max}$), 감쇠비($D_{min}$), 포아송비를 측정하였다. 그 결과로 경주 압축벤토나이트의 변형특성을 산정 제시하여 선행연구 결과들과 비교 분석하였다.