• 지구물리
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• 제4권2호
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• pp.103-111
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• 2001

공주시 능치 지역에 지구물리탐사 방법을 적용하여 비파괴적으로 천부지하에서의 이상체의 존재유무에 관한 정보를 유추하였다. 적용되어진 지구물리학적 탐사 방법은 전기비저항 탐사, 탄성파 탐사, 자력탐사, 중력탐사를 실시하였다. 이들 각 탐사는 고해상의 정보를 제공하는 것으로 해석된다. 전기 비저항탐사 해석결과 주위보다 고비저항을 보이는 이상구간이 나타났으며, 이상구간 중‘M'형태의 이상을 보이고 구간은 지하에 지하 공동이나 그 밖의 지하구조물 및 지질 이상체가 존재할 가능성이 있는 것으로 해석된다. 탄성파탐사 해석결과 저속도층이 지하 심부까지 분포함을 알 수 있다. 이는 지하에 매장되어 있는 지하공간을 지남으로써 나타나는 현상으로 해석되어진다. 탄성파 자료해석에서 이상을 보이는 구간은 비저항 이상을 보였던 구간에 포함되는 범위로 두 탐사 방법의 결과가 잘 일치한다. 자력탐사 결과 전기비저항탐사와 탄성파 탐사에서 이상을 보이는 지역에서 원형의 쌍극자장의 이상을 보이고 있다. 중력탐사 구간에 대해 하부에 주위와 밀도가 다른 이상체가 지하 하부에 존재할 것으로 해석된다. 이상의 각 탐사의 자료 해석을 통하여 천부지하의 정보를 유추한 결과 연구지역 내에서 공통적으로 이상체가 존재하는 것으로 해서되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권2호
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• pp.79-90
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• 2013

지반조사에서 비파괴 조사 기술은 시추조사보다 경제적으로 비용이 덜 들고 광역에 걸친 지반정보를 제공하는 장점이 있다. 하지만 지반설계정수로서 적용하기에는 어려운 한정된 정보만을 제공하게 된다. 이를 극복하기 위해, 비파괴 조사 방법 중 하나인 전기비저항 탐사를 모형토조실험에 적용하여, 토질상태에 따른 비저항 반응과 함수비에 따른 비저항 반응을 분석하여 비저항 거동 양상에 대한 연구를 수행하였다. 실험에 사용한 토질은 주문진 표준사, 마사토이며 각 토질의 입도 분포, 균등계수를 구하여 실험에 있어 실험재료의 균질한 상태를 유지하였다. 실험에 사용한 모형의 제원은 $160{\times}100{\times}50$ (cm)의 아크릴 재질 토조이며, 각 토질의 높이는 30 cm를 유지하였다. 5TE(함수비측정센서)센서를 7 ~ 8cm 간격으로 수직하게 꽂아 층별 함수비를 측정하였다. 모형실험 결과 주문진 표준사는 비저항 거동 양상이 함수비에 민감하게 반응하는 것을 알 수 있었으며, 마사토는 함수비에 따라 비저항이 낮아진 후에도 시간경과에 따른 거동 양상에 큰 변화가 없는 것을 관찰하였다. 또한 토조 실험에 사용된 토양과 유사한 테스트 베드를 선정하여 그 반응을 비교 분석하였다. 이러한 실험을 통해 토질 상태와 함수비에 따른 다양한 비저항 거동 양상 자료를 수집하고, 비파괴 조사기술의 정확도를 향상 시켜 나간다면 지반설계정수를 산정하는데 있어 기초적인 연구가 될 수 있음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.361-368
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• 2007

본 논문은 지표 및 시추공 전기 전자탐사 결과의 정량적인 해석을 위하여 해안 지하수의 전기비저항과 등가 NaCl 염분도와의 관계식을 제안하였다. 해안에서 10 km 이내에 위치하고 전기전도도가 1,000 ${\mu}S/cm$ 이상인 38개의 지하수 시료에 대한 수리지구화학 분석 결과를 이용하여 전기비저항과 등가 NaCl 염분도와의 관계식을 유도하였다. 수리지구 화학분석 결과의 등가 NaCl 염분도 환산은 Schlumberger 도표 GEN-8을 이용하였으며 전기전도도는 현장에서 휴대용 장비로 측정하였다. 본 논문에서 해안 지하수의 수리지구화학분석 결과를 이용하여 제안한 해안 지하수의 전기비저항$(R_w)$ 과 등가 NaCl 염분도(Eq_NaCl)와의 관계식은 Eq_NaCl=$5935.3551{\times}R_w^{-1.0993}$이며 전기전도도(EC)와 용존고형물총량(TDS)과의 관계식은 TDS=0.721${times}$EC와 같다. 해안대수층 지하수의 전기비저항과 등가 NaCl 염분도 및 TDS와의 관계식은 서 남해 해안지역의 해수침투 평가에 유용하게 이용될 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권4호
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• pp.207-215
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• 2015

지반침하가 발생한 두 곳의 석회석 광산 지역에서 전기비저항 탐사를 수행하여 침하 원인과 향후 위험지역을 추정하고자 하였으며, 해석의 한계성을 극복하기 위해 암반공학적 해석을 수행하여 광산 개발과의 연계성을 검토하고자 하였다. 연구지역은 점토와 모래질 토층의 석회석 광산 인근 지대(연구지역 1)와 석회석 광산과의 연관성이 예측되는 채굴적 상부 지대(연구지역 2)를 대상으로 하였다. 연구지역 1, 2의 2차원 전기비저항 탐사 결과, 침하 발생 위치 하부에서 각각 70 ~ 120 ohm-m, 20 ~ 50 ohm-m의 상대적으로 저비저항 이상대가 확인되었다. 연구지역 1은 2차원 전기비저항 단면을 파악하여 3차원 역산 해석을 통해 지반침하의 가능성을 확인하였다. 연구지역 2는 침하가 발생하고 이상대가 관찰된 측선 7번에 대하여 암반공학적 안정성 해석을 실시하고, 침하의 원인과 향후 침하 발생 가능성을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.86-91
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• 2005

일본의 제 3 기 퇴적암이 분포하고 있는 대규모 산사태 지역에 있어서 계절에 따른 지하수위 변동을 파악하기 위하여 전기비저항탐사를 적용하였다. 기존의 시추조사가 수행된 NE-SW 방향으로 탐사측선을 설치하고, 동일 탐사측선에 대해서 눈이 녹은 6월과 눈이 오기전의 10월에 각각 전기비저항탐사를 실시하였다. 또한 산사태 지역에 두껍게 분포하고 있는 화산쇄설성 퇴적물 시료를 재취하여 실내에서 함수비를 인위적으로 조절하면서 전기비저항을 측정하고, 이 결과로 부터 포화상태의 화산쇄성설 퇴적물의 전기비저항이 573 ohm-m 임을 밝혔다. 이 값을 이용하여 2 회에 결쳐 실시한 산사태 지역의 전기비저항분포로부터 화산쇄설성 퇴적층 내에 분포하고 있는 지하수위를 추정할 수 있었다. 그 결과 눈이 오기 전보다 눈이 녹은 후의 융설기에 지하수위가 $1.1\~4.7m$ 정도 높은 것으로 평가되었으며, 화산쇄설성 퇴적층이 두껍게 쌓여 있는 산사태 지역의 상부에서 지하수위 변동이 큰 것으로 나타났다. 이러한 이유는 눈이 녹은 시기에 다량의 융설수가 지표로 침투되어 지하수위가 상승하고 있으며, 산사태 지역의 지하수 공급이 상부의 두꺼운 화산쇄설성 퇴적층에서 일어나고 있기 때문임을 알았다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권4호
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• pp.180-193
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• 2021

복소 전기비저항 탐사기법은 진동수 영역에서 전기비저항과 위상을 측정하여 지하 매질의 다양한 특성정보를 획득할 수 있는 탐사기법으로 최근 그 활용성이 증가하고 있다. 이 논문에서는 복소 전기비저항 탐사기법의 활용성을 높이기 위하여 획득한 자료에 대한 3차원 역산 알고리듬을 개발하였다. 이를 위한 모델링에는 전자기 커플링 효과를 무시하는 경우에 적용할 수 있는 포아송 방정식을 적용하였으며, 역산에는 기존의 평활화된 역산법을 복소수로 확장하는 방법으로 알고리듬을 개발하였다. 역산의 안정성 및 현장자료의 적용성을 높이기 위하여 라그랑지 곱수를 역산 과정에서 오차 벡터와 모델 증분 벡터의 크기에 따라 자동적으로 조정되도록 하는 기법을 도입하였다. 또한, 잡음이 많이 포함된 위상자료로 인한 자료의 손실을 보완하기 위하여 역산반복 단계에서 초반부는 전기비저항 자료만을, 후반부는 전기비저항 자료와 위상 자료를 모두 역산하는 두 단계로 구성된 역산기법을 제시하였다. 수치 모형실험에 대한 역산 시험결과 안정적인 역산 결과를 얻을 수 있었으며, 개발된 3차원 역산 알고리듬을 국내 천열수 광산 인근에서 수행한 복소 전기비저항 탐사자료 해석에 적용하여 그 타당성을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.525-534
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• 2014

폐광 부지에서 발생하는 대표적인 환경 문제는 산성으로 오염된 지표수와 지하수, 적재된 폐광석 및 광미, 채굴 활동으로 야기된 지반침하 현상을 들 수 있다. 이 논문은 광해 유형에 따라 재해 및 오염영역을 효율적으로 탐지했던 지구물리탐사방법들을 고찰하는데 있다. 시험 자료로서 토양오염, 산성광산배수, 지반침하, 인공차수막 파손 및 광미/폐광석 적치장을 각각 대표하는 네 개의 폐광 부지를 선택하였다. 자료 검증을 위해 물리탐사자료는 자료의 유형에 따라 시추자료(코어 샘플, 물리검층, 토모그래피 등)와 물 자료(수소이온농도, 전기전도도, 중금속원소 등)와 비교하였다. 토양오염 탐지에 있어서 낮은 전기비저항 이상대는 특히 구리, 납, 아연의 중금속 농도가 높은 지역과 부합된다. 산성광산배수의 유동 경로는 자연전위 곡선에서 음의 전위 이상대, 전기비저항자료에서의 저비저항 이상대, 지하레이더 자료에서의 얕은 투과깊이 영역으로 탐지되었다. 채굴적은 전기비저항 단면에서의 저비저항 이상대, 탄성파토모그래피에서 낮은 속도 영역, 물리검층곡선의 복합해석으로 특징되며, 정확한 위치는 코어자료와 시추공영상자료에서 잘 확인되었다. 침출수 유동을 차단하기 위해 설치된 인공차수막의 파손 구간은 전기비저항 자료에서의 국부적인 이상대로 정확히 탐지되며 매립된 폐석더미는 고비저항 이상대와 저속도 이상대로 특징된다.

• 지질공학
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• 제34권1호
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• pp.1-12
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• 2024

우리나라는 1980년까지 광물 지하자원 개발을 활발히 수행하였으나 이후 생산원가 대비 사업성이 크게 줄어들면서 많은 수의 폐광산이 발생되었다. 그 중 대부분은 광산개발 중단 후 오랜 시간이 지나 잔류성 침하가 발생할 가능성이 높은 상태에 있다. 하지만 그 발생 시기와 위치를 정확히 예측하기는 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 실제 지반침하가 발생한 사례를 분석하여 연속체 수치해석을 통해 지반침하의 발생 위치나 규모에 대한 예측 가능성을 살펴보고자 한다. 연구지역은 양산단층과 모량단층 사이에 위치하여 이들에 규제받는 ○○광산 지역이며, 이 지역에서는 2005~2009년에 걸쳐 3회의 지반침하가 발생된 바 있다. 지반침하지를 대상으로 시추조사 및 전기비저항 탐사를 수행하여 지층의 분포를 파악하였고, 실내시험을 통해 수치해석 시 적용되는 지반의 물리·역학적 특성을 파악하였다. 수치해석 결과 소성영역이 실제 지반침하 범위를 포함하는 형태로 나타나 연속체 해석으로도 채굴적에 의한 침하지 발생 위치 및 규모를 예측하는데 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권3호
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• pp.3-17
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• 2002

본 연구는 부산시 동남해안 지역에서 해수침입의 지역적 특성과 해수침입의 범위를 파악하기 위하여 지하수 모니터링공의 자료분석과 지구통계학적 기법을 이용하였다. 강수에 의한 직접적인 지하수의 충진으로 모니터링 우물에서의 지하수위는 강수량과 비례하지만 전기전도도는 강수량과 대체로 반비례하는 것으로 나타났다. 모니터링 우물에서 전기전도도는 약 24m심도에서 급격히 증가되어 26m전후에서 20,000$\mu\textrm{s}$/cm를 초과하였고, 지하수위와 전기전도도를 비교한 결과, 지하수위가 낮아질수록 해수와 담수의 경계면이 상승하는 경향을 보인다. 교차상관성 분석에 의하면 지하수위와 강수량은 시차가 0일 때 교차상관 계수가 최대이지만, 전기전도도와 강수량의 교차상관계수는 시차가 9일 때 최대로 나타났다. 이것은 지하수위 변동이 강수에 의하여 단시간에 영향을 받고 있으나, 해수와 담수의 경계면은 강수에 의하여 매우 느리게 반응한다는 것을 나타낸다. 2개의 측선에서 실시된 수평전기탐사 자료의 역산결과, Line 1에서는 동쪽 끝에서 내륙으로 약 14m지점까지, Line 2에서는 동남쪽 끝에서 내륙으로 약 25m지점까지 해수가 침투한 것으로 나타났다 5월과 7월에 슬럼버져 배열의 수직전기탐사를 실시하여 획득한 자료는 각각 대수정규분포를 나타내었고, 크리깅에 의한 겉보기비저항 분포도와 전기비저항 분포도를 비교하면 5월보다 7월에 비저항치가 상승한 것으로 나타났다. 이것은 6, 7월에 내린 강수로 지하수의 함양량이 증가하여 대수층내 해수의 농도가 감소하였기 때문이다 겉보기비저항의 수직단면도 및 평면도 그리고 전기비저항 분포도를 분석한 결과. 지구통계학적 기법은 해안 지역에서의 전기비저항 분포 변화를 파악하는데 매우 유용하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.50-58
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• 2005

하저지반은 단층대의 분포가능성이 매우 높으나 수층으로 인해 지표지질조사가 불가능하여 단층대를 파악하기가 쉽지 않다. 하상 전기비저항 탐사는 하저지반에 대한 연속적인 영상을 제공하여 주므로 단층이나 연약대의 위치를 파악하는데 매우 효과적인 탐사법이다. 하저터널의 설계에서는 단층대의 위치뿐만 아니라 단층대의 주향방향이 매우 중요한 요소이다. 단층대의 주향방향을 파악하는 방법으로는 격자형의 측선에 대한 광대역 조사가 매우 효과적이다. 하지만. 종래의 하상 전기비저항 탐사는 케이블을 하저에 설치하여야 하므로 광대역 조사에 적합하지 않다. 이에 이 연구에서는 소형보트에 스트리머 케이블을 설치하여 신속하게 광대역의 하저지반을 영상화하는 스트리머 전기비저항 탐사의 적용성에 대해 고찰하였다. 스트리머 전기비저항 탐사에 의한 단층대의 분해능을 고찰하기 위하여, 수직단층이 수층 하부의 퇴적층에 피복되어 있는 모형을 설정하여 수치모형실험을 수행하였다. 전극의 설치위치와 수심의 변화에 따른 수직단층의 분해능에 대해 살펴보았으며, 그 결과 수층의 두께가 전극간격의 2 배 이내인 경우에는 전극을 수층 표면에 설치하는 방식으로도 단층을 영상화할 수 있음을 보였다. 또한, 스트리머 전기비저항 탐사에 적합한 4 가지의 전극배열법을 설정하여 신호대 잡음비와 수직 단층의 분해능을 비교 검토하였다. 수치모형실험을 기초로 하여 한국 서울에 위치한 한강의 하저터널 예정부지에서 하상 전기비저항 탐사를 수행하였다. 하저터널 예정노선에서는 고분해능의 영상이 요구되므로 하저에 전극을 설치하여 자료를 획득하였으며, 2차원 역산을 적용하여 강 양단에서 단층대로 추정되는 3개의 저비저항 이상대를 탐지하였다. 저비저항 이상대의 윈인을 규명하기 위하여 시추조사를 수행하였으며, 그 결과 수 m 이상의 폭을 가지는 다수의 단층이 관측되었다. 단층대의 주향방향을 탐지하기 위하여 확인된 저비저항 이상대를 중심으로 격자형의 측선을 설정하여 스트리머 전기비저항 탐사를 수행하였다. 이를 통해 하저에 케이블을 설치하는 방식에 비해 매우 신속하고 경제적으로 하저에 분포하는 이상대의 분포범위와 발달방향을 규명할 수 있었다.