• 지구물리와물리탐사
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• 제10권1호
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• pp.60-68
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• 2007

광대역 유도 분극 (spectral induced polarization, SIP) 탐사는 일정 주파수 영역에서 임피던스 자료를 측정하고, 이 자료로부터 광대역 주파수 특성을 추정하기 위한 주파수 분석으로 이루어진다. 지하매질에 대한 광대역 주파수 특성을 정확하고 정량적으로 추정하기 위해서는 기존의 방법보다 정교하고 안정적인 역산 알고리듬이 필요하다. 이를 위해 이 연구에서는 SIP 변수의 공간적인 분포를 계산하기 위하여 두 단계로 이루어진 역산 알고리듬을 개발하였다. 첫 번째 단계에서 각각의 주파수 자료에 대한 복소 전기비저항들 사이에 제한조건을 가하여 모든 SIP 탐사자료를 한꺼번에 역산한다. 새로운 제약조건은 각각의 주파수 자료들로부터 역산된 복소 전기비저항들이 모두 유사한 특성을 보일 것이라는 가정을 통해 역산 과정에서의 잡음 특성을 향상시킬 수 있는 특정을 가진다. 수치 실험을 통하여 이 연구에서 채택한 상호 제한 조건은 역산 과정상의 인위적인 잡음을 성공적으로 제거하고 있음을 확인하였다. 두 번째 단계로서 이전 단계에서 얻어진 각각의 주파수에 대한 복소 전기비저항 자료로부터 SIP 변수의 공간적인 분포를 계산하기 위하여, Cole-Cole 모델을 이용하여 SIP 변수들을 역산을 통해 계산하게 된다. 수치 실험을 통하여 역산된 SIP 변수의 영상이 실제 모델과 잘 일치하고 있음을 확인하였다. 개발된 SIP 해석기법은 일반적인 전기비저항 탐사보다 유용한 지하 영상을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.117-122
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• 2006

지하구조를 영상화하기 위한 물리탐사자료의 역산에서 가장 기본적인 가정 중의 하나는 자료측정 시간 동안에 지하구조가 변화하지 않는다는 정적인 지하구조 모형에 있으며, 시간의 흐름에 따른 지하구조 변화를 이해하기 위한 지구물리 모니터링 탐사자료의 역산에서도 통상적으로 받아 드려지고 있다. 그러나 투수성이 매우 높은 지하 매질에서 수행하는 염수 주입 실험의 경우에는 전도성 유체가 매우 빠른 속도로 이동하게 되므로, 측정시간 동안에 지하구조가 변화하지 않는다는 정적인 지하구조 모형의 가정은 성립되지 않은 경우가 많다. 또한 역산 결과 얻어지는 지하 영상에도 심한 왜곡이 게재될 가능성이 높음은 자명한 일이다. 이 연구에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 지하구조가 시간에 대해 연속적으로 변화하는 시공간 모델에 입각한 새로운 최소자승 역산법을 개발하였다. 지하 시공간 모델을 수많은 공간 모델로 일정한 시간간격으로 샘플링하는 대신에, 미리 설정한 수개의 기준 시각의 공간 모델로 정의하는 방법을 제안하였으며, 이를 위해 동일한 공간좌표에서의 물성은 시간에 대해 선형적으로 변화한다는 가정을 채택하였다. 이에 의해 시간에 따라 연속적으로 변화하는 지하의 시공간 모델을 구하는 문제는 수 개의 기준 공간 모델을 구하는 문제로 단순화될 수 있다. 역산의 안정성을 기하고 신뢰도가 높은 지하구조를 계산하기 위해, 인접한 시간대의 지하구조의 변화는 크지 않다는 시간축을 따른 제한 또한 도입하였다. 전기비저항 시추공간 토모그래피 탐사의 수치 실험을 수행하였으며 이를 통해 제안한 알고리듬의 효용성을 입증하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권1호
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• pp.68-77
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• 2008

2.5차원 전자탐사 적분방정식의 확장된 Born 근사해 또는 국소 비선형 근사에 기초하여 루프-루프 전자탐사 역산 알고리듬이 개발되었다 송수신 배열은 수평 동일면(HCP) 또는 수직 동일면(VCP) 방식이고, 다중 주파수 및 다중 송수신 간격을 포함할 수 있으며 PC에서 작동된다. 안정적이고 고해상도를 유지하는 역산이 가능하도록 변수분해 행렬과 Backus-Gilbert 분산 함수 분석을 통해 감도 분포의 함수로서의 공간적으로 변화하는 최적 Lagrange 곱수 결정 알고리듬을 포함하였다. HCP와 VCP 배열 자료가 지하 전기비저항 구조에 따라 서로 다른 감도를 가짐에 따라 동시 역산에서 안정성과 해상도에 영향을 미치게 되므로, 계산값과 측정값 차의 분산에 따라 가중치를 적용하는 방식을 도입하였다. 모델링 코드의 정확성은 통상적으로 루프-루프 전자탐사에서 사용하는 주파수 및 송수신 간격 범위에서 유한차분법에 의해 계산된 결과와의 비교를 통하여 증명되었다. 개발된 역산 알고리듬은 먼저 반무한 공간내 전도체 및 저항체가 포함된 모델에 대한 계산자료에 적용되어 성능이 입증되었다. 현장자료에 적용하고 그 결과 영상을 전기비저항 탐사자료에 대한 역산 결과와 비교하여, 의미있는 지하구조의 영상을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2000년도 정기총회 및 특별심포지움
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• pp.112-131
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• 2000

2극법 전기비저항 탐사는 많은 장점이 있음에도 불구하고 물리검층과 아주 천부의 고고학적 조사를 제외하면 그다지 이용되지 않고 있다. 이는 2극법 전기비저항 탐사에 의한 측정치의 분해능이 다른 전극배열에 비해서, 특히 쌍극자 쌍극자법, 쌍극자 단극자법, 단극자${\cdot}$쌍극자법에 비해서 뒤떨어진다는 사실에 기인한다. 그러나 필자의 경험과 검토에 의하면 상기한 단점은 다음과 같이 보완될 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, 여러 전극배열의 전기비저항 탐사에서 각각의 응답은 2극법 응답의 1 차 결합이므로, 여타 전극배열법의 응답은 2극법 응답의 단순한 조합에 의해서 도출할 수 있다. 잡음 때문에 이러한 사실을 실제 적용하기는 어렵다고 보고된 예가 있지만, 필자가 실제의 천부 탐사 자료를 검토해 보았을 때, 반드시 그렇지는 않다고 확신하게 되었다 즉 최종의 지질학적 해석을 내리기 전에, 2극법 자료에서 분해능이 향상된 자료를 도출하는 과정이 필요하고 유용하다는 의미가 된다. 이는 마치 자력탐사 또는 중력탐사에서 2 차 미분도에 의한 분해능 향상과 유사하다.

• 지구물리
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• 제6권1호
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• pp.39-46
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• 2003

경상북도 경주시 양북면 용당리 감은사지터에 위치한 쌍둥이 3층석탑(전체높이 약 13.4 m, 기단폭 6.78 m x 4.4 m)은 682년에 건립된 국내 최대 3층 석탑으로 국보급 문화재이다. 3층석탑의 서탑(이하 감은사지서탑)은 1959년에 해체 수리되었으나, 현재는 석탑 석재인 화강섬록암의 심한 풍화가 관찰되며, 탑의 구조적 불균형에 의하여 생겨난 하중의 편중으로 일부 옥개석 사이가 역 V자형으로 벌어져 있다. 일반적으로 석탑 안정성 진단을 위해서는 석탑과 인근의 지반환경을 이해하는 것이 필수적이다. 이 연구에서는 감은사지서탑 주변에서 탄성파탐사와 전기비저항탐사의 복합 지구물리탐사를 실시하였다. 웨너법에 의한 천부층의 전기비저항 수평 분포는 55∼350 Ωm의 범위인데, 대체로 석탑 남서측면이 상대적으로 높은 비저항인 반면 북동측은 100 Ωm이하의 낮은 비저항 지역으로서 연약지반으로 해석된다. 이는 동측 방향으로의 구조적인 기울임이 관찰된 석탑의 변위측정 결과와 부합한다. 탄성파 굴절법 탐사에 의하면 석탑인근의 약 3 m 두께의 최상부층의 탄성파 P파 속도범위는 200∼700 m/s이다. 복합지구물리 탐사결과 나타난 감은사지서탑의 기초는 약 11 m x 11 m의 장방형 형태로 약 3 m 깊이까지 분포하는 것으로 해석된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권1호
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• pp.56-63
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• 2002

해수침투에 관한 연구는 해수침투대가 저비저항 이상대로 나타나기 때문에 주로 전기탐사를 이용한 방법이 있었으나, 우리 나라 서$\cdot$남해안 대부분의 임해 지역은 실트층 또는 점토층과 같은 양전도성 지층을 협재하고 있기 때문에 전기비저항의 대비만으로 해수침투의 여부에 대한 판정을 할 경우 오류를 범할 수도 있다. 따라서 본 논문에서는 해수침투대와 양전도성 지층을 효과적으로 식별하여 해수침투대를 정확히 파악하고자 전라북도 김제와 전라남도 영광 지역에 참조채널 유도분극탐사를 실시하였다. 전자결합을 최소화하는 차폐 전선을 사용하였으며 수신전위 파형은 물론 송신전류 파형도 참조채널에서 함께 측정하는 주파수 영역 참조채널 유도분극탐사기술을 적용하여 겉보기 비저항은 물론 유도분극 효과도 보다 정밀하게 산출하였다. 이러한 현장 탐사에서 참조채널 유도분극탐사를 활용하여 저비저항 특성만으로는 구별할 수 없었던 유도분극 효과가 큰 점토층과 유도분극 효과가 낮은 해수침투대를 구분함으로써 보다 정확한 해석을 가능하게 하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권4호
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• pp.309-315
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• 2002

소형 송수신기를 이용하는 전자탐사 방법은 이제까지 주로 금속탐지기와 같이 지하전도체의 매립위치 탐지 및 전기전도도의 정성적인 변화를 해석하는데 사용되어 왔다. 그러나 최근 들어 토목, 환경분야에서 전기전도도가 비교적 높은 지역에서의 매설물의 탐지 및 전기전도도 분포를 영상화하는 기술의 수요가 늘어남에 따라 이러한 전자탐사의 적용 및 정량적인 해석방법에 대한 연구가 활발해지고 있다. 이 연구에서는 이러한 전자탐사법의 탐사 기초원리를 간략히 소개하고, 실증 시험 지역에서 얻어진 자료를 토대로 전도성 매설물의 탐지 및 지하 전도도 분포 영상화의 실 예를 보여주었다. 이 연구를 통하여 향후 이러한 소형루프를 이용하는 다중주파수 전자탐사 장비가 전도성 매질이 존재하는 탐사 지역에서 신속하고 정확한 탐사 방법으로 활용될 수 있음을 보여주고자 하였다.

• 지질공학
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• 제18권2호
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• pp.127-136
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• 2008

지반의 수분량 분포 및 강우에 의한 침윤선 거동과 지하수 수위 분포조사와 같이 광역지역을 대상으로 한 물리탐사기법인 지하투과 레이다탐사(ground penetrating radar, GPR) 및 전기비저항탐사(electrical resistivity survey)등을 이용해 광역조사가 이루어지며, 이에 반해 지반의 유전 반응(dielectric responses)을 이용한 유전율 측정법(permittivity method)은 협소한 지점에 대한 보다 정확한 지반의 물성 파악을 위해 다양한 연구분야에서 적용되어 왔다. 본 연구에서는 불포화 지반에 인공강우를 내려 침윤선의 침투거동을 파악하기 위하여 토층의 수분량 변화를 frequency domain reflectometry 시험법을 적용하여 측정하고, 간극수압과 간극 공기압의 변화는 간극수압계로 측정하였다. 이들 측정센서는 일정 깊이의 불포화 화강풍화토 공시체 몰드에 매설하고, 상단부에서부터 강우의 침투수 거동을 계측하여 물성치 변화로부터 수분분포 및 침윤선 분포특성을 평가하는 기법을 제안하였다. 지반 변형을 효율적으로 평가하기 위해 지반의 체적함수비, 간극수압 및 간극공기압의 측정 기술을 기존의 측정법과 비교해 신속하고 정량적으로 파악할 수 있는 측정방법에 대한 연구를 진행할 예정이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권4호
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• pp.212-219
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• 2016

광물자원개발에 있어서 탐사 대상이 천부 내지 고품위 광체에서 심부 또는 저품위 광체로 전환됨에 따라 보다 진보된 탐사 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 스카른 금속광상의 하나인 가곡광산을 대상으로 정밀 탐사가 가능한 광대역 유도분극(spectral induced polarization; SIP)을 이용한 암석시료의 실내 물성 측정과 현장탐사를 수행했다. 또한 실내 측정에서 획득한 암석의 광대역 유도분극 특성과 현장 탐사자료의 역해석 결과를 종합적으로 해석함으로써 스카른 금속광상에 대한 광대역 유도분극 탐사 적용성을 검토하였다. 암상별 광대역 유도분극 특성을 파악하기 위해 기존 연구에서 사용된 89개 시료들의 자료를 재평가했다. 현장탐사는 암상의 경계와 스카른 광화대를 평가할 수 있도록 측선을 설정하고, 0.25 Hz 주파수 대역의 자료를 획득하고 역산해석을 수행했다. 광석광물을 수반하고 있는 암석과 스카른 광화대는 낮은 전기비저항 구간을 보이며, 충전성이 높고 음의 위상이 나타났다. 따라서 광대역 유도분극 탐사는 스카른 광상의 광화작용 특성을 해석하는데 유용하다는 것을 알 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권3호
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• pp.73-77
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• 2021

유도분극법은 분극된 광물 입자와 공극을 채우는 지하수의 계면에서의 전기화학적 반응 차이를 영상화시키는 기술로서 광물탐사와 수리지질학적 조사에서 유용하다. 진동수영역 유도분극법은 시간영역 유도분극탐사법보다 더 나은 품질의 자료를 얻을 수 있지만 긴 자료취득 시간 때문에 현장 탐사에서 활발하게 적용되지 않았다. 하지만 현재 광물탐사 프로젝트는 과거와 비교하여 심부에 있거나 품위가 낮은 광체로 탐사 대상이 바뀜에 따라 고품질의 탐사법을 사용하는 것이 중요하다. 또한 자동 계측에 의해 단축된 탐사 시간은 진동수영역 유도분극탐사법의 현장 적용 가능성을 높였다. 따라서 이 연구는 광물탐사에서 광체 탐지 적합성을 파악하기 위하여 국내 스카른 광상의 탐사 시추공을 대상으로 진동수영역 유도분극 물리검층을 수행했다. 심도별 서로 다른 두 진동수에서 측정된 임피던스 자료로부터 교류 전기비저항, 백분율 진동수 효과, 금속계수를 계산했다. 자철석과 황철석을 포함하는 구간은 다른 구간과 비교하면 상대적으로 낮은 교류 전기비저항, 높은 백분율 진동수 효과, 큰 금속계수를 보였다. 따라서 진동수영역 유도분극법은 앞으로의 광물탐사에서 유용할 것으로 여겨진다.