• 지구물리와물리탐사
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• 제22권4호
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• pp.210-224
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• 2019

표면파 탐사는 매우 작은 규모의 초음파 분석부터 지질공학 규모의 분석까지 다양한 분야에서 활용하고 있으며, 특히 천부 지질의 지반 안정성을 평가하는 데 활발히 이용되고 있다. 표면파 탐사는 기본적으로 지표면을 따라 전파하는 표면파의 분산 특성에 기초하여 매질의 전단 속도 분포를 파악하는 탐사법이다. 즉, 지하 구조가 1차원 구조라는 가정 하에 탐사를 수행하는 표면파 탐사는, 진동수와 전파 속도의 관계인 분산곡선을 분석하고 1차원적 역산을 통해 층서구조 속도를 계산하게 된다. 이 논문에서는 천부 지질 조사를 위한 표면파 탐사법의 기초적인 이론부터 전반적인 자료처리 과정을 기술보고를 통해 설명하고자 한다. 먼저, 표면파에 대한 개략적인 설명과 가장 큰 특징 중 하나인 분산 특성에 대하여 설명한 후 일반적인 표면파 자료처리 순서에 대하여 설명하였다. 표면파 탐사법은 인공적인 송신원의 유무에 따라 능동 표면파 탐사법과 수동 표면파 탐사법으로 나눌 수 있으나 이 논문에서는 능동 표면파 탐사법인 CSW, SASW, MASW에 대하여 집중적으로 기술하였다. 수동 표면파 탐사법에 대해서는 다음 기술보고에서 다루고자 한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제25권1호
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• pp.14-25
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• 2022

수동 표면파 탐사는 인공 송신원 없이 생활잡음 또는 자연 발생 소음 등을 송신원으로 이용해 탄성파 신호를 측정한다. 수동 송신원은 낮은 진동수 대역에서 발생하기 때문에 수동 표면파 탐사는 일반적인 능동 탐사법 보다 더 깊은 심도의 지질 정보를 확보할 수 있어 심부 부지 평가 분야에 많이 활용되고 있다. 수동 표면파 탐사 자료는 능동 표면파 탐사 자료 해석과 마찬가지로 자료 획득 후 진동수 분산곡선을 구하여 1차원으로 가정한 속도구조를 해석한다. 하지만 수동 표면파 탐사 자료는 송신원이 무작위로 발생한다는 특성 때문에 여러 수신기에서 측정된 신호들의 공간자기상관을(spatial autocorrelation) 이용해 수신 자료들의 일관성(coherence) 곡선을 구하고 이로부터 분산곡선을 구하게 된다. 이 기술보고에서는 수동 표면파 탐사 이론, 탐사 방법, 자료처리 기법을 살펴보고 실제 적용 사례를 분석한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.1-9
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• 2009

본 연구에서는, 필댐 사력죤의 전단파속도 특성을 분석하고자 하였으며, 필댐 사력죤의 특성상 주로 표면에서 비파괴적으로 수행되는 표면파 탐사 기법을 적용하여 전단파속도를 도출 하였다. 대표적 표면파 기법인 SASW기법과 새롭게 개발된 HWAW 기법을 이용하여 6개댐 사력죤에서 시험을 통해 심도별 전단파속도와 구속압에 따른 전단파속도를 산정하고 그 결과를 기존에 많이 사용되었던 Sawada와 Takahashi의 결과와 비교 분석하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.1000-1005
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• 2010

국내에 대표적인 표면파 탐사법인 MASW, SASW, HWAW를 비교한 결과에 따르면, 세기법들의 결과가 매우 유사하게 도출되는 것을 확인할 수 있었으나, 각 현장별로 획득한 탐사심도의 차이가 존재하였다. 넓은 시험 측선을 필요로 하는 SASW 및 MASW 기법의 경우 현장 상황 및 조건에 따라 15m 정도의 얕은 심도의 물성만을 획득하였다. 표면파 기법은 토사층에서는 매우 신뢰성있는 결과를 도출하였으며 2차원 영상화를 통한 넓은 영역의 물성치를 빠르고 경제적으로 획득할 수 있는 장점이 있다. 현재 지반조사 시 소수의 시추자료를 이용하여 부지의 특성을 파악하기 때문에 시추공간 물성치 및 지반구조에 대해서 확실한 파악이 이뤄지지 않고 있기 때문에 표면파 기법은 토사층의 물성산출 뿐만 아니라 시추공탐사법을 보완하여 시추공간 물성변화를 파악하는 유용한 시험법이라고 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.93-101
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• 2006

이 연구에서는 유전자 알고리듬을 이용하여 수진기 함수와 표면파 위상 속도로부터 심부 퇴적층의 전단파 속도 구조를 결정하는 복합역산 방법을 제시하였다. 합성 탄성파 자료를 이용한 수치모형실험은 제시된 방법이 단지 수진기 함수만을 역산했을 때 발생하는 전단파 속도와 층 두께 사이의 trade-off와, 표면파 위상 속도만을 역산했을 때 심부구조에서의 불확실성을 피할 수 있음을 보여주고 있다 이 방법은 진앙거리 100km의 지진기록으로부터 얻은 수진기 함수들과 일본 Kanto 평원의 상시진동 배열 탐사로부터 얻은 레일리파의 위상속도에 적용되었으며, 추정된 심부구조는 선행된 굴절법 탐사 결과 및 심부 시추공 자료와 잘 일치하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권8호
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• pp.55-63
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• 2012

깊이에 따른 지반의 전단파 속도(또는 전단탄성계수) 분포는 일반적인 지반 해석 설계 또는 지진해석과 같은 다양한 지반공학분야에서 사용되는 중요한 물성치이다. 이러한 지반의 전단파속도 주상도는 탄성파 탐사를 통해 결정할 수 있으며, 이를 위한 다양한 탄성파 탐사 방법이 연구개발 되어 있다. 표면파 탐사법은 모든 실험이 지표면에서 이루어지는 탄성파 탐사법들 중의 하나로서 현장 실험, 파장(또는 주파수)에 따른 표면 계측파의 위상속도 곡선인 분산곡선의 결정, 역산을 통한 대상 지반의 전단파 속도 주상도의 결정으로 동일하게 구성되어 있다. 본 논문에서는 표면파 실험을 위한 자동화된 역산 방법을 개발하였으며, 제안된 방법을 가장 최근에 개발된 표면파 탐사법들 중 하나인 HWAW(Harmonic Wavelet Analysis of Waves) 방법에 적용하였다. 제안된 방법에서는 새로운 오차함수를 제안하고 이를 이용한 유전자 알고리즘을 역산에 사용하였다. 제안된 방법의 타당성을 검토하고자 수치모의 실험과 현장 실험을 수행하였으며, 이를 통해 제안된 방법의 현장 적용성 및 타당성을 확인할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제17권4호
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• pp.511-516
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• 2007

표면파탐사 방법 중 능동형 다중채널 표면파탐사(active method MASW) 방법은 발진원의 저주파 에너지 부족, 전체 측선 길이의 부족 등의 요인으로 인하여 측정가능 심도가 강성이 약한 풍화토 지층까지로 제한됨으로서 대상 심도까지의 전단파 속도 주상도를 제공하는데 어려움이 있다. 이러한 단점을 극복하고자 신기술로서 제안된 수동형 다중채널 표면파탐사(passive method MASW) 방법을 대구 지하철 과업현장인 경산시 정평동 도심구간에 적용하고 분석을 수행하였다. 상시 미진동을 이용하는 수동형 다중채널 표면파탐사 방법은 파원의 차이에 따른 방향성 보정을 적용함으로써 분해능이 향상 되었고, 능동형 다중채널 표면파탐사 자료를 동일측선(동일배열)상에서 간단한 병행수행 방법으로 획득할 수 있으며, 각각의 분산 스펙트럼 자료를 통합하여 분산곡선을 획득함으로서 가탐심도의 증대뿐 만 아니라 천부 해상도까지 높일 수 있는 장점이 있다. 이번 경산 도심구간에서는 수동형 다중채널 표면파탐사 방법의 현장 적용에 앞서 최적의 자료취득 변수들을 선정하기 위하여 2m, 4m, 6m 수신기 간격 자료에 대한 분산 스펙트럼 분석을 수행하였고, 선정된 변수들을 적용함으로써 신뢰할 수 있는 전단파 속도 주상도를 작성할 수 있었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2004년도 대한지구물리학회.한국지구물리탐사학회 공동학술대회 초록집
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• pp.114-122
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• 2004

• 한국지구과학회지
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• 제24권6호
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• pp.549-557
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• 2003

표면파 탐사는 탄성파를 이용한 여러 가지 다른 탐사 방법과 비교하여 독특한 장점들을 가지고 있다. 그러나 이 방법은 최근에 개발되기 시작하여 아직 연구 결과가 많이 축적되지 않은 분야이다. 이 연구에서는 지반 공학적 성질이 서로 다를 것으로 예상되는 여러 지역에서 표면파 탐사자료를 획득하여 그 분산곡선의 특징을 찾아보았다. 또한 분산곡선을 역산하여 S파 속도구조를 구하여 이를 시추조사 결과와 비교하였다. 그 결과 퇴적물상이나 암석상의 변화가 S파속도의 급격한 변화와 관련되어 있음을 확인하였다. 이것은 표면파 탐사법을 이용하여 퇴적물이나 암석의 물리적 성질이 급격하게 변화하는 경계면을 구별할 수 있는 가능성을 시사한다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.101-106
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• 2008

댐체의 내진설계를 위해서 각 부분의 정확한 동적 물성치 산정이 매우 중요하다. 그러나 기존 국내 댐의 내진설계의 경우 합리적이고 경제적인 물성치 산정에 있어 많은 어려움이 있었다. 특히, 댐 전체 부피의 80%이상을 차지하며 강성유지에 주요한 역할을 하는 사력존의 경우, 현장 시험결과없이 가정 물성을 이용하여 해석을 수행하여 신뢰성 있는 결과를 도출하지 못하였다. 따라서 현장 실험을 통하여 사력재의 전단파속도로 대표되는 동적물성치를 효율적으로 획득해야 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 표면파 탐사 기법을 사력부에 적용하여 락필댐 사력재의 전단파 속도를 도출하고자 하였다. 대표적인 표면파 기법인 SASW기법과 새롭게 개발된 HWAW 기법을 이용하여 2개 댐의 사력부에서 시험을 수행하여 전단파 속도를 획득하였으며, 결과의 비교를 통하여 향후D/B 제안의 가능성을 확인하였다.