The electric properties of a single crystal bismuth telluride doped with a small concentration of Erbium, $Bi_{z-x}Er_xTe_3$ with x = 0.002, are investigated as a function of temperature. The resistivity was obtained by using the van der Pauw method. The measured electrical resistivity is 78 ${\mu}{\Omega}cm$ at 4.2 K. The charge density of $Bi_{z-x}Er_xTe_3$ is found to be $2{\times}10^{19}/cm^3$ at 4.2 K. It turns out that $Bi_{z-x}Er_xTe_3$ is a p-type semiconductor. It is discussed that the high mobility and less density support that $Bi_{z-x}Er_xTe_3$ is a potential sensor with high energy resolution. Comparison with an established material (i.e. Au:Er alloy) is also discussed.
이 연구에서는 지하 이상체와 배경매질의 전기전도도 대비가 큰 경우 측정 겉보기비저항이 일정한 값에 수렴하는 전류포화현상에 대하여 이론적 고찰을 수행하였다. 이를 위하여 몇 가지 간단한 지하구조 모형에 대한 이론해를 통하여 표면전하의 거동을 살펴보았으며, 이들 표면전하가 전류포화를 일으키는 원인 및 겉보기비저항에 미치는 영향을 고찰 하였다. 결과적으로 전기비저항 탐사에서 측정하는 겉보기비저항 이상의 크기는 포화현상에 따라 일정값에 수렴하게 됨을 확인하였으며, 실제 겉보기비저항 이상의 크기는 이상체가 완전도체 혹은 부도체일 경우보다 작다는 것을 입증하였다. 또한 대개 전기전도도 대비가 100배 이상이 될 경우, 전류포화현상이 발생하는 것으로 해석된다.
The touch or step voltages which exist in the vicinity of a grounding electrode are closely related to the earth structure and resistivity and the ground current. The grounding design approach is required to determine the grounding electrode location where the hazardous voltages are minimized. In this paper, in order to propose a method of mitigating the electric shock hazards caused by the ground surface potential rise in the vicinity of a counterpoise, the hazards relevant to touch voltage were evaluated as a function of the soil resistivity ratio $\rho_2/\rho_1$ for several practical values of two-layer earth structures. The touch voltage and current on the ground surface just above the test electrode are calculated with CDEGS program. As a consequence, it was found that burying a grounding electrode in the soil with low resistivity is effective to reduce the electric shock hazards. In the case that the bottom layer soil where a counterpoise is buried has lower resistivity than the upper layer soil, when the upper layer soil resistivity is increased, the surface potential is slightly raised, but the current through the human body is reduced with increasing the upper layer soil resistivity because of the greater contact resistance between the earth surface and the feet. The electric shock hazard in the vicinity of grounding electrodes is closely related to soil structure and resistivity and are reduced with increasing the ration of the upper layer resistivity to the bottom layer resistivity in two-layer soil.
대지 저항률이 높은 암반, 사력층 지역에서의 접지 저항은 일반적인 봉형 접지 전극으로는 얻기가 거의 불가능 하며 원하는 저항값을 얻기 위해서는 깊이 매설한 접지 전극과 접지 저항 저감제를 충분하게 사용하는 코어링 접지 방식을 채택하여 시설하는 것이 적절하다고 판단된다. 본 연구는 둥가반경 개념을 이용하여 코어링 접지 전극의 반 경이 확장되는 것을 보였으며 이릎 토대로 낮은 접지 저항이 얻어지고, 제주지역과 같이 고저항 지대에서의 각 토 양의 대지 저항률을 추정함으로써 다른 고저항 지대에서의 접지공사시 개략적인 접지저항을 예측하여 기초 자료로 사용할 수 있도록 하였다.
Dissolution and precipitation behaviors of complex carbonitrides in austenite of a V-Nb microalloyed steel were quantitatively examined through electrical resistivity measurement and transmission electron microscopy. The electrical resistivity increased with solution treatment temperature up to $1240^{\circ}C$ and then was saturated at $225n{\Omega}m$ for a holding time of 10 min. The electrical resistivity method was also used to quantitatively measure the isothermal precipitation kinetics of the complex carbonitrides in austenite. Nb-rich precipitates were observed in austenite at the early stages of precipitation, but Nb was replaced by V up to the equilibrium amount within the precipitates with further holding time. The time-temperature-precipitation diagram showed a C-type curve; nose temperature and its incubation time were $900^{\circ}C$ and 100 s, respectively.
사석은 원지반의 지지력을 확보하고 구조물을 안정하게 지지할 수 있도록 다양한 목적으로 활용되고 있지만 사석이 적용된 지반의 특성을 관찰하기는 많은 어려움이 있다. 해당 연구에서는 전기비저항 탐사, 탄성파 탐사 그리고 지표 투과 레이더를 활용하여 사석이 포함된 지반의 해상도를 비교하고자 하였다. 사석으로 성토를 수행한 건설 현장에서 해당 비파괴 탐사 기법을 적용하였으며, 얕은 심도를 목적으로 실험하여 심도 2m까지 결과를 도시하였다. 전기비저항 탐사와 탄성파 탐사는 유사한 거동을 보여주었지만, 지표 투과 레이더는 상대적으로 사석이 포함된 지반의 특성을 관찰하기에 한계를 보였다. 해당 기법을 검증하기 위하여 동적 콘 관입 시험을 수행하였으며, 전기비저항 및 탄성파 탐사 결과와 국부적인 영역에서 유사한 거동을 보였다.
국내에는 17,000여개의 저수지가 존재하며, 이중 85% 이상은 50년 이상 경과된 노후 저수지이다. 이들 저수지는 내부침식 및 세굴 현상에 의한 누수와, 그에 따른 붕괴의 위험에 직면하고 있다. 이들 저수지 및 댐의 붕괴를 방지하기 위해서는 누수를 조기에 파악하고 대비하는 것이 중요하다. 전기비저항 탐사는 저수지의 전반적인 상태 파악은 물론 누수의 발달여부 탐지가 가능한 비파괴, 실시간, 현장조사법이다. 이러한 장점 때문에 전기비저항 탐사법은 저수지 안전진단에 널리 사용되고 있다. 그러나 전기비저항 탐사법은 저수지의 안전도에 대한 정량적인 지수를 제공하지 못해 공식적으로 저수지 정밀 안전진단의 상태평가 항목에 포함되어 있지 못하다. 이 연구에서는 전기비저항 탐사와 유도분극 탐사를 통하여 계산된 수분함량에 근거한 정량적 누수지수 산출법을 제시하였다. 특히 일회성 탐사와 모니터링에 의한 정량적 누수지수 산출법을 개발하여 전기비저항 탐사와 유도분극 탐사가 향후 저수지 정밀 안전진단의 상태평가 항목으로 진입할 수 있는 이론적 기반을 제시하였다.
지하수 인공함양 지역에 충적층 특성 평가를 위한 목적으로 수직탐사와 2차원 전기비저항탐사를 수행하였다. 지하수 인공함양의 주 대상 지층인 충적층 내에 존재하는 세립자들은 지하수와 함께 이동하여 클로깅 현상을 일으킬 수 있으므로 주의를 요하는데, 전기비저항탐사를 통해서 저비저항을 보이는 포화된 실트 또는 점토의 분포를 파악하는 것이 매우 효과적이다. 반면에, 이러한 저비저항대가 두터운 경우는 지층에서 인위적으로 보내진 전기가 저비저항대의 층으로만 통하여 그 이하의 지층 또한 저비저항대로 왜곡되는 단점을 가지므로 해석 시에 주의가 요구된다. 본 연구는 이러한 영향을 고려하여 격자형태의 35개의 수직탐사 측점과 10개의 2차원탐사 측선을 따라서 탐사를 수행하여 각각의 장점인 수직적인 분해능과 수평적인 분해능을 비교 및 보완하였다. 수직탐사를 통해 지하 30 m 이후에 약 15 m 두께로 인공함양의 주대상 지층인 모래자갈층이 퇴적되어 있을 것으로 사료되며 두 탐사의 비교를 통해 연구지 지하 일부 구간에 클로깅 현상을 유발할 수 있는 실트 또는 점토의 분포가 예상되었다. 이러한 결과는 지하수 인공함양을 위한 주입정 및 관측정의 위치와 심도를 설계하는데 있어 충적층의 퇴적양상 파악에 대한 전기비저항탐사의 적용성을 보여준다.
성공적인 지하공간 건설을 위해서는 주변 암반의 상태를 정확히 파악하는 것이 매우 중요하다. 암반의 상태를 평가하는 방법 중에 대표적인 방법으로는 RMR 방법과 Q-system이 있으며, 설계, 시공, 유지관리 등에 적용되고 있다. 하지만 주관적인 시각과 측정 방법의 정확성 문제에 지속적으로 의문이 제기되어 많은 연구자들이 여러 방법을 통해 암반을 평가하고자 연구를 수행하고 있으나, 대부분의 방법이 국한적으로 지반조사 결과와 암반상태를 상관 맺거나 경향성만 보여주고 있다. 본 논문에서는 절리가 존재하는 암반에서 이론적으로 전기장 해석을 하여 유도된 이론식으로 부터 RMR과 전기비저항의 관계를 도출하였다. 또한, 확률론적 접근을 통해, 보다 신뢰성 있는 RMR과 전기비저항 관계를 획득하였다. 기존에 사용되고 있는 방법과 더불어 제시된 방법을 현장에 적용한다면, 현장에서 RMR을 평가하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.
물리탐사 기법은 적은 비용으로 광범위한 영역을 간접적으로 해석할 수 있는 장점이 있어 다양한 분야에 활용성이 높다. 본 논문의 목적은 물리탐사 기법을 충적층 평가에 적용하고 그 결과를 고찰하고자 하는 것이다. 이번 연구에서는 다양한 물리탐사 방법 중 활용성이 높은 탄성파 탐사, 전기비저항 탐사 그리고 레이더 탐사를 활용하였다. 또한 시추조사도 함께 실시하여 측정한 물리탐사 데이터의 신뢰성을 검증하였다. 발신 에너지원의 종류에 따른 탄성파 탐사의 해상도 비교를 위해 햄머와 땅속발파(sissy)로 나누어 실험결과를 비교하였으며, 전기비저항 탐사는 전극 길이, 형상 그리고 배열방법을 변화시켜 비교 실험을 통해 나타나는 결과의 해상도를 비교 및 검증하였다. 레이더 탐사는 중심주파수 270MHz를 활용하여 획득한 결과를 시추조사 데이터와 비교하였다. 실험결과 탄성파 탐사는 땅속발파를 활용하였을 경우 큰 에너지원이 발생하여 가진원 Hammer보다 굴절파 감쇄 현상이 적게 발생하여 해상도가 높게 나타났으며, 지하 구조는 시추자료와 유사하게 나타났다. 전기비저항 탐사 결과는 접지비저항 변화가 작은 비분극 전극과 충적층의 경계를 신뢰성 있게 파악 할 수 있는 슐럼버져 배열 방법에서 해상도 높은 결과가 나타났으며, 레이더 탐사는 심도의 제약이 많아 해상도가 많이 부족한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구는 물리탐사 기법을 활용하여 충적층 탐사에 적용한 결과로 추후 충적층 탐사에 활용성이 높을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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