Geophysical surveys(electrical resistivity, self-potential, seismic refraction, GPR) were conducted to investigate the physical properties of the subsurface, and to delineate the flow channel of leachate from a AMD(acid mine drainage), buried rock wastes and tailings, and drainage pipes at an abandoned mine(Kwangyang mine). Especially in rainy season the sites appear to be abundant in AMD leachate, characterized by electrical conductivities of 0.98-1.10 ms/S. Electrical resistivity sections indicate that the leachate flows running in two directions at southern part rise up through the narrow fracture zones at the central part and contaminates the surrounding soil and stream. Such schematic features at the anomalous zone are well correlated with negative peaks in self-potential data, the limited penetration depth in GPR data and low velocity zone in seismic refraction data. Shallow high-resistivity zone is associated with the buried rock wastes which cause the diffractions in GPR image. In addition, the events at depth of approximately 1-1.25 m in GPR sections must be the metal pipes through which AMD is drained off to the inner bay.
Journal of electromagnetic engineering and science
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v.14
no.4
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pp.405-410
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2014
In this paper, we compare the quality of images reconstructed by a conventional delayed-sum (DS) algorithm and radiation pattern-based DS algorithm. In order to evaluate the quality of images, we apply the target-to-clutter ratio (TCR), which is commonly used in synthetic aperture radar (SAR) image assessment. The radiation pattern-based DS algorithm enhances the TCR of the image by focusing the target signals and preventing contamination of the radar scene. We first consider synthetic data obtained through GprMax2D/3D, a finite-difference time-domain (FDTD) forward solver. Experimental data of a 2-GHz bandwidth stepped-frequency signal are collected using a vector network analyzer (VNA) in an anechoic chamber setup. The radiation pattern-based DS algorithm shows a 6.7-dB higher TCR compared to the conventional DS algorithm.
초광대역 임펄스를 이용한 비파괴 지중 매설물 탐지용 지반 탐사 레이더(Ground penetrating image radar: GPR)를 개발하였다. 최대 탐사 깊이를 고려하여, 900 picosecond(ps) 상승 시간을 갖는 초광대역 임펄스를 설계하였고, 임펄스 발생기의 주파수 특성을 고려하여, 소형 평판형 다이폴 안테나가 설계되었다. 또한, 지중으로부터 반사되는 신호를 수신하기 위해서 고속의 A/D를 사용하였다. 측정은 송수신 안테나의 간격을 고정한 Bistatic 방식을 사용하였으며, 지중 매설물의 영상처리 판별을 위해 마이그레이션(migration) 기법을 사용하였다. 개발된 시스템은 금속 물체와 비금속 물체가 매설된 실증 시험장에서 시험되었고, 평면 해상도 및 깊이에 대한 해상도가 우수함을 보였다.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.29
no.1C
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pp.11-20
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2009
A new alternative method based on HWAW method to detect underground anomaly was introduced. The location of underground anomaly can be estimated by using 2-dimensional image of phase velocity image with position and wavelength based on distortion phenomena of surface wave due to underground anomaly. Overall procedure of proposed method such as field testing, signal processing and interpretation of the result was introduced. Numerical verification study was performed by using various ground models containing underground anomaly. According to the condition of anomaly, the propagation and reflection characteristics of surface wave were different and this could be more easily shown in the image of phase velocity. Some rules of distortion phenomena were found and these become clues for estimating underground anomaly in interpreting real field data. Field verification tests were performed with conventional geophysical methods such as DC resistivity method and GPR. Though field condition is not homogeneous like numerical models, similar distortion phenomena were found in the testing results and estimated location of underground anomaly was agreed well with the results of another geophysical methods.
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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v.53
no.12
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pp.3-12
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2016
This paper describes the development of the ground penetrating radar (GPR) system using UWB impulse radar with 48 Channel array. GPR is an effective alternative technology to resolve th disadvantages of metal detectors. Metal detectors have a very low detection probability of non-metallic landmine and high false alarm rates caused by metallic materials under the ground. In this paper, we use the mono-cycle pulse waveform with about 600 ps pulse width to obtain high resolution landmine microwave images. In order to analyze performances of this system, we utilize indoor test facility that made up of rough sandy loam which representative Korean soil. The mimic landmine models of metal/non-metal and anti-tank/anti-personnel landmines buried in DMZ (demilitarized zone) of Korea are used to analyze the detection depth and the shape of the mines using microwave image.
Bulku temple in the city of Kyungju, Korea, built in 791 and reconstructed in the 20th century, is the home of seven national treasures including two three-story stone pagodas, Dabotap (height 10.4m, width 7.4m, weight 123.2ton) and Seokgatap (height 10.8m, width 4.4m, weight 82.3 ton). An earlier archaeological investigation shows that stone pagodas have experienced severe weathering process which will threaten their stability. At the base part of Dabotap, an offset of the stone alignment is also observed. For the purpose of the structural safety diagnosis of two pagodas, we introduce the nondestructive geophysical methods. Site characteristics around the pagodas are determined by the measurement of multiple properties such as seismic velocity, resistivity, image of GPR(ground-penetrating radar). Near the pagodas, the occurrence of high resistivity (up to 2200 Ωm) is obvious whereas their outskirts have as low as 200 Ωm. For the velocity of the P wave, the site of Dabotap has the range of 500~800 m/s which is higher than counterpart of Seokgatap with the velocity of 300~500m/s, indicating the solider stability of Dabotap site. Consequently, in addition to GPR images, the foundation boundaries beneath each stone pagodas are revealed. The Dabotap site is in the form of an octagon having 6-m-long side with the depth of ~4m, whereas the Seokgatap site the 9m × 10m rectangle with the depth of 3m. These subsurface structures appear to reflect the original foundations constructed against the stone load of ~8 ton/㎡. At the subsurface beneath the northeast of each pagoda, low seismic velocity as well as low resistivity is prominent. It is interpreted to represent the weak underground condition.
Kim Jung-Ho;Yi Myeong-Jong;Hwang Se-Ho;Song Yoonho;Cho Seong-Jun;Lee Seong-Kon
한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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2003.11a
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pp.410-415
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2003
Ground subsidence has occurred in the downtown of Muan-eup in Korea. Integrated geophysical survey, including two-dimensional resistivity, CSMT(Controlled source magnetotelluric), magnetic, borehole logging, GPR and resistivity tomography, has been conducted to investigate the cause of subsidence and ground conditions. Since the target area is in the city downtown, there were no spaces for surface geophysical methods. To get regional geology and to facilitate the detailed geophysical interpretation in the survey area, two-dimensional resistivity, CSMT and magnetic surveys have been applied in the outer region of the downtown. From these results, we could accurately define the Gwangju fault system and estimate the geologic conditions in the downtown. For the detailed survey of the downtown area, resistivity tomography and borehole logging data have been acquired using a few tens of densely located boreholes. Among these survey results, borehole logging data provided the guide to classification of the rock type and we could define the geologic boundary of granite and limestone formations. From the resistivity tomograms of 42 sections, which are densely located enough to be interpreted in a three-dimensional manner, we could delineate the possible weak zones or cavities in the limestone formations. In particular, resistivity tomograms in the subsided area showed the real image of ground subsidence. The map of hazardous zone has been derived from the joint interpretation of these survey results and we could provide the possible reinforcement strategy in this area.
Environmental problems typically occurring in abandoned mine lands (AML) include: contaminated and acidic surface water and groundwater; stockpiled waste rock and mill tailings; and ground subsidences due to mining operations. This study examines the effectiveness of various geophysical techniques for mapping potential hazard and contaminated zones. Four AML sites with sedimentation contamination problems, acid mine drainage (AMD) channels, ground subsidence, manmade liner leakage, and buried mine tailings, were selected to examine the applicability of various geophysical methods to the identification of the different types of mine hazards. Geophysical results were correlated to borehole data (core samples, well logs, tomographic profiles, etc.) and water sample data (pH, electrical conductivity (EC), and heavy metal contents). Zones of low electrical resistivity (ER) corresponded to areas contaminated by heavy metals, especially contamination by Cu, Pb, and Zn. The main pathways of AMD leachate were successfully mapped using ER methods (low anomaly peaks), self-potential (SP) curves (negative peaks), and ground penetrating radar (GPR) at shallow penetration depths. Mine cavities were well located based on composite interpretations of ER, seismic tomography, and well-log records; mine cavity locations were also observed in drill core data and using borehole image processing systems (BIPS). Damaged zones in buried manmade liners (used to block descending leachate) were precisely detected by ER mapping, and buried rock waste and tailings piles were characterized by low-velocity zones in seismic refraction data and high-resistivity zones in the ER data.
Kim Jung-Ho;Cho Seong-Jun;Yi Myeong-Jong;Chung Seung-Hwan
Geophysics and Geophysical Exploration
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v.1
no.3
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pp.176-182
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1998
The borehole radar reflection survey can image the underground structure with high resolution, however, we cannot get any information on the orientation of the reflectors with dipole antenna alone. The direction-finding antenna system is commonly used to give the solution to the problem. However, the interpretation of the data from direction- finding antenna may be time-consuming, and sometimes have ambiguities in the sense of precise determination of the azimuth. To solve the problem, we developed the automatic azimuth finding scheme of reflectors in borehole radar reflection data using direction-finding antenna. The algorithm is based on finding the azimuthal angle possibly showing the maximum reflection amplitude in the least-squared error sense. The developed algorithm was applied to the field data acquired in quarry mine. It was possible to locate nearly all of the reflectors in three dimensional fashion, which coincide with the known geological structures and man-made discontinuities.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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