전기비저항 탐사법은 지하 천부의 전기비저항 영상화에 널리 사용되어 왔으며, 최근 신속한 자동측정이 가능해짐에 따라 모니터링이 용이하게 되었다. 이 연구에서는 전기비저항 모니터링 자료의 해석을 위한 시간경과 역산법을 개발하였다. 개발된 역산법은 기준모델에 비하여 변화가 큰 모델변수에는 약한 제한을, 변화가 미미한 모델변수에는 강한 제한을 가하는 방법이다. 수치시험을 통하여 시간경과 역산 영상은 시간적으로 변화한 영역을 보다 정확하고 뚜렷하게 영상화함을 확인하였다. 또한 저수지 누수문제에 개발된 시간경과 역산법을 적용하여 누수구간을 탐지할 수 있었으며, 이 누수구간은 측정 기간내에 크게 변화하지 않았음을 확인할 수 있었다.
지하 폐광도에 의한 지반침하 지역에서 전기비저항탐사와 시추공영상촬영을 통하여 지하공동의 분포 파악 및 지반 침하의 시간에 따른 변화량 측정을 수행하였다. 전기비저항탐사가 가능했던 연구지역 1에서는 100-150 ohm-meter 정도 낮은 비저항을 가지는 이상대가 관찰되었으며 시추조사와 시추공영상촬영 결과에서 폐갱도를 확인하였다. 연구지역 2는 도로로 피복되어 전기비저항탐사 수행이 불가능하였으나 광맥분포를 고려한 시추조사에서 채굴적 및 폐갱도를 확인하였다. 또한 시추공영상촬영을 43일간 총 6차례에 걸쳐 수행하여 시간에 따른 지하매질의 수직 이동 변위를 측정하였다. 지반침하로 인한 지하매질의 수직이동양상은 하부에서 상부보다 3배 이상 큰 규모로 발생하며 그 지속기간 역시 4배 이상 오랫동안 발생했음을 확인하였다. 효과적인 지하공동 탐지 및 지반침하 작용 모니터링을 위해서는 전기비저항탐사와 시추공영상촬영기법을 활용하는 것이 유용함을 알 수 있었다.
To establish the reinforce region and technique through the embankment dike after identifying the region of seawater inflow, we carried out small-loop electromagnetic (EM) survey, electrical resistivity survey and refraction seismic method. We also analyzed the distribution of electrical conductivity in reservoir with depth every two month and monitored water level variations with tidal variation in four observation wells located at seaside and reservoir side in order to analyze the relationship with survey results. From both the cross-correlation between tidal and water level variation at four wells and the distribution of electrical conductivity in reservoir with depth, the major portion of seawater inflow are identified through the embankment dike. From electromagnetic and electrical resistivity survey results, it was found that the seawater inflow were happened through several small regions at seaside and became wider near reservoir side. The 2-D inversion sections of refraction seismic method showed that the pebble-bearing sand layer is spread over the whole region with two to four width. From the this study, small-loop EM, electrical resistivity and refraction seismic surveys accompany with the distribution of electrical conductivity in reservoir with depth and the monitoring results for water level variations are revealed to be effective to identify seawater inflow pathway through embankment dike and to establish the reinforce region and technique through the embankment dike.
Geopolymer concrete is finding a growing number of niche applications in the field of civil engineering due to its high compressive strength and strength gain rate, retainage of structural properties in elevated temperature environments, chemical stability in highly acidic conditions and environmental benefits. Combining the above mentioned characteristics with induced electrical conductivity, could enable geopolymer cement to serve as a smart and sustainable cementitious material suitable for health monitoring of civil structures. Carbon fibers were added to fresh geopolymer and OPC (ordinary Portland cement) mixes to enhance their electrical conductivities. AC-impedance spectroscopy analysis was performed on the specimens with fiber fraction ranging from 0.008 to 0.8 with respect to the weight of cementitious binder, to measure their electrical resistivity values and to determine the maximum beneficial fiber content required to attain electrical percolation. Experimental observations suggest that CFR-geopolymer cement exhibits superior performance to CFR-OPC in terms of conducting electrical current.
본 문은 수리시설물의 누수탐지를 위한 물리탐사의 적용성에 대해서 검토했다. 저수지 및 방조제의 누수탐지를 위해서 전기비저항탐사 및 자연전위 (SP)탐사가 실시되고 있으며, 많은 사례축적으로부터 그 적용성이 입증되고 있다. 그러나, 향후 수리시설물을 보다 정확하게 누수지점을 탐지하고, 효율적인 유지관리를 위해서는 다음과 같은 사항이 요구된다. 1) 단일 탐사보다는 전기비저항탐사와 자연전위탐사를 병용 실시하여 종합적으로 해석함으로서 보다 신뢰성을 높일 수 있다. 2) 전기비저항탐사 결과로부터 누수취약구간을 정확하게 파악하기 위해서는 제체의 전기비저항을 좌우하는 토질의 물성을 잘 파악하는 것이 무엇보다도 중요하다. 3) 측정치의 보다 높은 신뢰성을 얻기 위해서는 3차원 탐사의 도입이 시급하다. 4) 수리시설물을 효율적이고 경제적으로 유지관리하기 위해서는 모니터링 계측시스템의 필요성이 요구된다.
The CSPE cables are used for three years in nuclear power plant. The accelerated thermal aging of chloro sulfonate polyethylene(CSPE) jacket of test cables were carried out for the period equal to 10, 20 and 30 years in air at 90 and $100^{\circ}C$, respectively. The electrical volume resistivity, density, XPS, FE-SEM, EDS and XRF of the accelerated thermal aging of CSPE were measured. The validation of condition monitering method of accelerated thermal aging CSPE was estimated by them. The best validation of condition monitoring method of accelerated aging CSPE is electrical volume resistivity because change thermal of the specimen showed distinction.
전기 및 탄성파 탐사를 이용한 이산화탄소 지중저장의 모니터링의 기초연구로써, 수포화 암석시료에 $CO_2$주입시 비저항과 P파속도를 측정하였다. 암석시료는 Berea사암이며, $CO_2$는 초임계상태 (10 MPa, $40^{\circ}C$)로 주입하였다. 초임계 $CO_2$주입에 의해 비저항의 증가 및 P파속도와 진폭이 감소하였다. P파 속도 토모그램은 암석시료에 주입한 초임계 $CO_2$의 거동양상을 보여주었다. 비저항과 탄성파속도는 $CO_2$거동 모니터링하는데 유용하다. 그러나 P파 속도는 비저항 변화에 비해 $CO_2$포화도가 20% 이상 일때 변화를 보이지 않았다. 비저항으로부터 $CO_2$포화도 예측은 탄성파 속도로부터 $CO_2$포화도 예측의 어려움을 보완할 수 있다. 비저항과 탄성파 속도의 동시측정에 의해 암석시료에 주입한 초입계 $CO_2$ 거동 및 $CO_2$포화도 분포를 예측할 수 있다.
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.
Numerical and laboratory studies have been conducted to test the ability of Electrical Resistance Tomography-a technique used to map the electrical resistivity of the subsurface-to delineate contaminant plumes. Two-dimensional numerical models were created to investigate survey design and resolution. Optimal survey design consisted of both downhole and surface electrode sites. Resolution models revealed that while the bulk fluid flow could be outlined, small-scale fingering effects could not be delineated. Laboratory experiments were conducted in a narrow glass tank to validate theoretical models. A visual comparison of fluid flow with ERT images also showed that, while the bulk fluid flow could be seen in most instances, fine-scale effects were indeterminate.
Recently, the pollution of soil and groundwater becomes a serious social problem, and geophysical exploration methods have been introduced as a remedial investigation method of subsurface. Digital technologies such as personal computer have revolutionized our ability to acquire large volumes of data in a short term, and to produce more reliable results for subsurface image. Also, color graphics easily visualizes the survey results in a more understandable manner, and it is widely used for not only characterizing the contaminated subsurface but also monitoring contaminant and remedial process. In this paper, electrical resistivity survey were carried out In order to understand characteristics of waste landfills, and the applicability of geophysical prospecting to site assessment of waste landfill was also tested. According to the result, electrical resistivity survey were effective in estimating distribution of the leachate plume.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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