• 지구물리와물리탐사
• /
• 제27권1호
• /
• pp.37-50
• /
• 2024

MT 탐사는 측점 주변의 지형과 바다와 같은 외부적 환경 요인에 의해서도 자료에 영향을 받는데, 특히 섬에서 수행된 MT 탐사 자료에는 지형효과와 해양효과가 복합적으로 작용하게 되며, 올바른 해석을 위해서는 두 효과에 대한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 지형과 해양의 영향이 포함된 MT 반응(겉보기비저항, 위상)을 분석하기 위해 깊은 바다에 둘러싸인 원뿔 형태의 소규모 섬 모델을 생성하였다. 지형만을 고려한 지형모델, 지형과 바다를 동시에 고려한 섬 모델에 대하여 2차원 순산모델링과 3차원 순산모델링을 수행하고 MT 반응을 확인하였다. 3차원 섬 모델에 대해 2차원 모델링을 수행하면, 측선의 직교 방향에 대한 지형 변화와 바다를 고려하지 못하는데, 3차원 모델링을 수행함으로써 모든 방향의 지형 변화와 섬을 둘러싼 바다를 고려한 MT 반응을 얻을 수 있었다. 언덕과 같이 주변의 기복이 심한 지형에서는 겉보기비저항 XY 성분과 YX 성분의 벌어짐 현상이 전형적으로 발생하였다. 저비저항 이상체가 해수면 아래 1 km 심도에 존재할 경우, MT 반응에서 지형과 바다로 인한 변동과 구분할 수 있으며, 심도 증가에 따라 이상체의 영향이 감쇠하였다. 다양한 조건에서 모델링을 수행하고 MT 반응을 분석함으로써, 현장 MT 자료에 대한 이해를 높이고 자료 해석에 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제8권1호
• /
• pp.67-72
• /
• 2005

복공식 시하공동내에 액화천연가스(LNG)를 저장하는 새로운 LNG 저장기술의 타당성을 검증하고 실규모 저장소 건설을 위한 기반기술의 개발을 위하여 액화질소를 저장하는 소규모 시험장을 한국지질자원연구윈 구내에 건설하였다. 액화질소를 지하공동내에 저장함에 따라 공동주변의 암반은 극저온 환경의 직접적인 영향을 받게 되므로, 공동주변에 결빙층(ice ring)의 형성은 물론 지반상태 변화를 수반할 것으로 예상되었다. 이 시험장에서는 지반상태의 변화 규명과 모니터링을 위하여 물리탐사, 수리지질조사, 암반공학 조사 등이 수행되었으며, 특히 시추공 레이다와 3 차원 전기비저항 탐사를 포함하는 물리탐사법을 적용하여 극저온 환경으로 인한 암반내 결빙층의 형성을 탐지하고 지반상태 변화를 모니터링 하였다. 특히, 3차원 전기비저항 탐사자료는 액화질소의 저장 전후에 획득하여 그 결과를 비교하였으며, 3 단계에 걸쳐 획득한 3 차원 전기비저항 영상들로부터 액화질소의 저장에 기인한 뚜렷한 전기비저항 변화 영역을 도출하였다. 저장공동의 동쪽부에서 전기비저항의 감소를 보였으며, 수리지질조사 결과와 저장소 주변의 여러 패턴을 비교, 검토하여 이와 같은 전기비저항의 변화가 지하수 흐름의 변화에 기인하는 것으로 해석하였다. 즉, 극저온의 액화질소에 의한 암반의 동결로 인하여 공동주변의 수리지질조건 및 지하수 흐름에 변화가 발생하는 등, 저장소 가동 이전의 지반상태로부터 뚜렷한 변화를 나타낸 것으로 해석되었다.

• 자원환경지질
• /
• 제40권1호
• /
• pp.67-85
• /
• 2007

제주도 동남부의 전기비저항 구조 및 지하수 분포 형태를 조사하기 위해 제주도 중산간에서 남동방향으로 해안 지역을 횡단하는 두 측선에 대해 인공송신원 자기지전류탐사를 수행하였다. 측점들이 위치한 지질학적 상황을 고려하여 세 종류의 일차원 역산 기법을 도입하였고, 해석의 신뢰성 향상을 위해 각 역산 결과를 비교, 분석하였다. 이 과정으로부터 도출된 제주 동남부의 개략적인 전기비저항 구조는 고비저항-저비저항-보다 저비저항을 갖는 3층 구조였다. 역산 결과와 측점 부근의 심부 시추 자료의 비교를 통해 제주도 동남부의 각 층별 암상이 개략적으로 추정되었다: 지질학적 층서의 관점에서 제 1층과 2층은 두께 100-250m의 현무암층에, 제 3층은 서귀포층 및 U층에 대응하는데, 서귀포층의 두께는 조사심도가 충분히 깊지 않고 서귀포층과 U층의 전기비저항 차이가 작기 때문에 추정할 수 없었다. 그러나 주대수층과 밀접하게 관련 있는 서귀포층은 제주도 동남부 지역의 경우 중산간 지역부터 해안 지역까지 뚜렷한 공간적 연속성을 보여주었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권1C호
• /
• pp.45-51
• /
• 2010

지하철 터널 시공, 지하공간 시공, 대심도 굴착 등과 같이 도심지에서의 토목구조물 설계와 시공에 있어서 큰 어려움 중의 하나는 도심지 지반조사이다. 여러 가지 지장물, 전기 잡음, 교통 진동 등과 같은 자연적, 인위적 장애물로 인하여 어느 지반조사 기법이든지 그 결과의 신뢰성은 그리 높지 않은 상황이다. 본 연구에서는 이와 같이 현실적 요구가 높은 고품질 도심지 지반조사 기법의 개발을 목표로 하여 선행연구를 수행하였고, 일차적으로 HiRAS(Hybrid Integration of Resistivity and Surface Wave Velocities) 라고 하는 표면파-전기비저항 병합기법을 개발하였다. HiRAS 기법은 표면파 기법인 CapSASW 기법과 전기비저항 기법인 PDC-R 기법을 병합한 것으로서, 지반 매질의 강성 평가에 우수한 CapSASW 기법의 장점과, 전기잡음에 대한 내성과 지층변화 평가에 우수한 특성을 가진 PDC-R 기법의 장점을 동시에 활용하고자 한 것이다. 표면파 기법과 전기비저항 기법을 동시에 활용하는 역산해석의 측면에서는 표면파 기법의 탄성파 속도와 전기비저항 시험의 전기비저항 간의 부지고유관계를 이용하여 병합역산을 수행하는 전략을 채택하였다. 또한 HiRAS 기법 개발과정에서 부차적으로 지반매질의 포아송비 분포를 2차원으로 평가할 수 있는 성과도 도출하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제11권3호
• /
• pp.184-196
• /
• 2008

호주 Victoria주 Bendigo 북부 지역에서 심부 지질 구조를 조사하기 위하여 MT 탐사를 수행하였다. 이 탐사의 주 목적은 이 지역에 발달한 단층대의 연장 상황을 파악하는데 일차적으로 그 목적이 있다. 총 11일에 걸쳐 71개의 측점에서 MT시계열을 획득하였으며 이와 동시에 원거리기준점에서도 자료를 획득하여 자료 처리 및 해석의 신뢰도를 향상시키고자 하였다. 획득된 자료는 임피던스 추출, 원거리기준점 자기장을 이용한 로버스트 자료처리 등을 거쳐 임피던스를 추출하였으며, 3차원 역산 알고리듬을 이용하여 최종적으로 전기비저항 영상을 획득하였다. 이러한 MT 탐사 결과를 이 지역에 대한 지질 자료 및 동일한 측선에서의 탄성파 반사법 자료와 비교한 결과 상호 부합함을 알 수 있었으며 이 지역에 발달된 단층대의 연장 상황을 파악할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권6D호
• /
• pp.905-913
• /
• 2008

최근 고속전철의 자갈도상에 대한 대안으로 콘크리트 슬래브궤도가 도입되어 고속전철 신규노선에 시공되고 있다. 콘크리트 슬래브궤도는 자갈도상에 비해 내구성, 유지관리 측면에서의 경제성, 열차운행의 안정성 등의 측면에서 우위에 있지만, 우수 및 지하수로 인한 노반강성의 저하, 연약한 원지반의 침하 등으로 인한 슬래브궤도의 처짐은 열차안정성에 치명적인 결함이 된다. 본 연구에서는 슬래브궤도의 처짐 지표로서 슬래브궤도의 휨강성을 설정하고, 슬래브궤도의 휨강성을 2차원 영상으로 표현할 수 있는 FRACTAL (Flexural-Rigidity Assessment of Concrete Tracks by Antisymmetric Lamb Waves) 기법이라는 비파괴 탄성파 기법을 제안하였다. 이론적 근거 확보를 위하여 콘크리트 슬래브궤도에서의 탄성파 시험을 수치해석적으로 모사하여 영향인자 연구를 수행하였고, FRACTAL 기법의 적용성 평가를 위하여 실제 고속전철 슬래브궤도에 적용하여 보았다. 그리고 FRACTAL 시험측선과 동일 측선에서 Impulse-Response 기법과 인접지반에서 전기비저항시험을 수행하여, FRACTAL 기법의 신뢰성을 검증하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제7권2호
• /
• pp.136-147
• /
• 2004

본 논문에서는 자기지전류 탐사법에 대한 3차원 이상체의 모형 반응 결과를 분석하였다. 분석에 이용된 3차원 모형은 비전도성 배경 매질 내에 전도성 고립이상체가 존재하는 모형과, 같은 모형에 전도성 표토층을 추가한 모형이다. 지하의 전도성 이상체에 의한 겉보기 전기비저항 이상에는 뚜렷한 주파수 의존성이 존재하며, 이는 이상체 주변에 발생되는 전류 집중 및 유도 전류 거동의 주파수 의존성 때문이다. 지표에서 tipper와 induction vector의 반응에도 뚜렷한 주파수 의존성이 존재하였으며, 그 외에도 tipper와 induction vector의 반응은 이상체의 위치와 직접적인 연관성이 존재하였다. 또한, 2차원 탐사를 가정하여 한 측선에서 겉보기 전기비저항과 위상, induction vector를 분석하면, 3차원 이상체의 존재 여부 및 위치 파악에 도움을 줄 것으로 판단되었다. 전도성 표토층을 추가한 모형의 반응은 대체적으로 고립이상체 모형의 반응과 비슷한 양상을 나타내었지만, 전도성 표토층의 영향으로 이상체에 의한 반응의 크기가 감소하였으며, 이상체의 영향이 나타나는 영역도 크게 감소하였다. 위와 같이 본 연구에서 논의된 3차원 모형 반응에 대한 분석 결과 및 그 방법은 지하 구조의 3차원 반응의 이해와 MT 탐사 자료의 해석에 효과적인 지침이 될 것으로 생각된다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제11권2호
• /
• pp.99-108
• /
• 2008

화산 칼데라 지역은 한반도 동남부에 잔존하는 칼데라 구조 중 그 규모가 비교적 크며, 칼데라 형성과 관련된 환상단층대가 현재까지 양호하게 보존되어 있는 지역이다. 이 지역에 대한 기존의 중력 및 자력 연구들은 개략적인 분지 기반암의 깊이나 화성암체의 분포 등과 같은 광역적인 지구물리학적 정보를 제공하였으나, 화산 칼데라 내부 및 그 주변 구조를 상세히 규명하기에는 한계가 있었다. 본 연구에서는 화산 칼데라를 동서로 가로지는 측선에 대해 수평, 수직 해상도가 양호한 MT 탐사를 수행하였고, 탐사 자료의 2차원 역산을 통하여 다음과 같은 지구물리학적 결과를 도출하였다. 첫째, MT 역산 결과에서 나타나는 분지 기반암의 깊이는 기존의 중, 자력 자료에서 제시하는 깊이와 잘 부합되나, 일반적인 경우 보다 전기비저항이 낮은 편이었다. 이는 기존의 MT 연구에서 제시한 의성소분지 하부의 대규모 전도성층과 관련될 가능성이 있다. 둘째, 칼데라 외측의 환상단층대 주변부에서는 고비저항대(약 4000 $\Omega{\cdot}m$)가 영상화 되었는데, 이는 환상단층을 따라 관입한 유문암 내지 유문 반암의 반응으로 생각되며, 중력 자료상에서 고밀도 이상과 대응된다. 셋째, 칼데라 중앙부 깊이 1 km 하부에 약 200 $\Omega{\cdot}m$의 저비저항대가 나타나는데, 이는 현재까지 지구물리학적으로 보고되지 않은 구조이다. 화산 칼데라의 진화모델을 고려해 보았을 때, 이 저비저항대는 환상단층 형성 시 침강한 과거 퇴적층으로 생각된다. 또한 중력 자료상에서 나타나는 칼데라 중앙부 지역의 저밀도 이상도 이 퇴적층에 기인할 가능성이 높다고 생각된다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제8권3호
• /
• pp.224-231
• /
• 2005

현장 물리탐사 수행 시 상용화된 장비로는 탐사 대상 매질의 물성, 대상체의 크기, 모양 등의 탐사목적 및 현장여건에 의해 탐사가 불가능 하거나 탐사 목적에 맞는 분해능을 얻지 못하는 경우를 종종 만나게 된다. 이러한 다양한 현장 조건 및 탐사 목적에 효과적으로 적용할 수 있는 다목적 물리탐사 측정 시스템을 개발하였다. 이 다목적 측정 시스템은 PXI를 기반으로 하며 A/D 변환기 또는 GPIB 인터페이스를 이용한 측정 장치를 통해 신호를 측정하게 되며 확장성이 커 다양한 문제에 적용이 가능하다. 구성된 측정 시스템을 이용하여 시추공 레이다 탐사 시스템과 시추공 초음파 탐사 시스템, 전자기적 잡음 측정 시스템을 구축하였다. 시추공 레이다 탐사 시스템은 네트워크 분석기를 GPIB를 통해 제어하고 현장 조건에 따라 임의로 안테나의 길이 조절이 가능한 스텝 주파수 레이다 탐사 시스템이며, 시추공 초음파 탐사 시스템은 압전 송수신기 센서, 고출력 송신기와 A/D 변환기로 구성되어 시추공 내에서 초음파를 이용하여 착맥된 지하공동의 범위를 측정하기 위해 구성된 시스템이며, 전자기적 잡음 측정 시스템은 3개의 자기장 센서와 2개의 전기장 센서 그리고 A/D 변환기로 구성되며 임의로 측정시간과 샘플링 주파수의 조절이 가능하고 임의의 시간에 예약 측정이 가능한 시스템이다. 시추공 레이다 탐사 시스템은 상용 시스템으로 불가능했던 지하공동의 넓이와 지장물을 찾는 탐사에서 효과적인 결과를 보여주었으며, 시추공 초음파 탐사 시스템도 지하공동의 넓이를 측정하는 실험에서 가능성을 확인할 수 있었다. 한편 전자기적 잡음 측정 시스템을 이용하여 도심지 내 전자기적 잡음특성을 파악할 수 있었으며, 이를 변형하여 전기비저항 탐사 시 사용되는 다양한 케이블에 대한 케이블 내의 전자기적 유도 현상 및 그에 따른 신호 왜곡을 규명하는 실험에 적용하여 시스템의 확장성을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.187-201
• /
• 2007

한반도에서는 처음으로 동해안으로부터 서해안까지 한반도를 횡단하는 측선을 따라 자기지전류 탐사를 수행하였다. 한반도의 주된 지구조 방향인 지나방향$(N30^{\circ}E)$에 수직하게 설정된 240 km 측선을 따라 $3{\sim}8km$의 측점 간격으로 50 측점에서 자료를 획득하였다. MT 임피던스는 지역에 따라 뚜렷이 구분되는 반응이 나타나며 경기육괴, 옥천대, 경상분지 서쪽 지역, 경상분지 동쪽지역에서 각기 다른 경향의 반응을 보인다. 경상분지 서쪽 지역에서는 수백 ohm-m의 전기비저항과 $3{\sim}8km$의 두께를 가지는 퇴적층이 존재하며, 퇴적층 하부에서 $1{\sim}30$ ohm-m의 매우 낮은 전기비저항을 가지는 고전도층이 발견되었다. 옥천대에서의 자료는 위상이 $90^{\circ}$를 초과하는 매우 특이한 반응을 보이고 있으며 이러한 특이성은 매우 강한 이방성 매질의 영향에 기인하는 것으로 추정된다. 경기 육괴와 경상분지 동쪽 지역은 상부지각을 구성하는 매질이 비교적 높은 전기비저항을 가지는 매질로 이루어져있기 때문에 심부 지전기 구조를 들여다 볼 수 있는 창의 역할을 한다. 1차원 모델을 적용하였을 때 경기육괴의 경우 13 km, 경상분지 동쪽지역의 경우 18 km 두께를 가지는 층이 존재하는데 이 층이 상부지각에 해당하는 것으로 생각된다.