Although ground investigation had carried out prior to the construction, many problems have arisen during the civil-engineering works because of the presence of the unexpected underground utility lines or anomalies. In this study, a new geophysical exploration method was developed to solve those problems by improving and supplementing the existing methods. This new method was based on the difference of electrical resistance values between anomalies and surrounding ground medium. A theoretical expression was suggested to define the characteristics of the anomalies such as location, size and direction, by applying the electric field analysis. An inverse analysis algorithm was also developed to solve the theoretical expression using the measured electrical resistance values which were generated by the voltage flowing the subsurface medium. To verify the developed method, field applications were conducted at the sites under construction or planned. From the results of the field tests, it was found that not only the new method was more predictive than the existing methods, but its results were good agreed with the measured ones. Therefore, it is expected that application of the new exploration method reduces the unexpected accidents caused by the underground uncertainties during the underground construction works.
TBM으로 터널 시공 중 막장면에서 갑작스럽게 문제가 발생하는 경우 공간적인 제한 때문에 NATM공법으로 시공되는 터널에 비해서 적절한 대처를 하기가 어렵다. TBM으로 터널 시공 중에 막장전방의 지반상태를 예측하는 것은 매우 중요하기 때문에 탄성파, 전자기파 등을 이용하여 TBM 면판 전방의 지반상태를 예측하는 연구 및 기술개발이 이루어졌다. 대부분의 TBM 현장에서는 공사기간 및 비용을 고려하여 1개의 막장전방 예측기법을 적용한다. 그러나 막장전방 예측기법의 종류에 따라서 탐사심도, 적용 가능한 지질조건, 예측할 수 있는 대상, 예측 정확도 등이 다르다. 복합적인 지질조건에 위치한 TBM 터널 시공 시에는 여러 가지 막장전방 예측기법을 적용하는 것이 막장 전방의 지질 조건을 정확하게 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 여러 가지 막장전방 예측기법을 동시에 적용하였을 경우 각각의 기법으로부터 얻어진 지반상태는 다른 결과를 나타낼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 각각의 막장전방 예측기법으로부터 얻어진 막장전방의 지반상태를 종합적으로 평가하기 위한 방법을 제안하였다. 확률론적 분석과 계층분석기법을 이용하여 막장전방의 지반 상태를 종합적으로 평가할 수 있는 통합 모델을 제시하였다. 또한 본 연구에서 제안한 모델을 가상의 지반에 적용하여, 종합적으로 지반 상태를 평가할 수 있음을 확인하였다.
지질잡음, 특히 이들이 천부에 위치할 경우 물리탐사자료의 해석에 상당한 문제가 된다. 따라서 이들 지질잡음을 효과적으로 억제해야만 조사지역내의 주된 이상체를 정확하게 탐지해 낼 수 있다. 물리탐사자료의 역산에서 천부에 존재하는 물성대비가 크지 않은 소규모 이상체는 지질잡음의 하나로 생각할 수 있다. 현재 물리탐사 자료의 역산에는 평활화 제한 최소자승법이 널리 사용되고 있다. 이 방법은 물성대비가 큰 모델변수에는 강한 제한을 가하고, 작은 모델변수에는 약한 제한을 가한다. 따라서 천부에 존재하는 소규모 이상체(지질잡음)를 제거하는 데는 한계가 있다. 본 연구에서는 큰 모델변수에는 작은 제한을, 작은 모델변수에는 강한 제한을 가하는 새로운 MTE 역산법을 개발하였으며, 이 방법은 천부의 소규모 이상체의 억제에 효과적이다. 개발된 역산 방법을 소형루프 전자탐사자료의 2.5차원 역산에 적용한 결과 천부의 소규모 이상체를 효과적으로 억제하고 주 대상체를 보다 선명하게 나타내는 영상을 얻을 수 있었다.
There are so many methods to estimate the groundwater recharge. These methods can be categorized into four groups. First groupis related to the water balance analysis, second group is concerned with baseflow/springflow recession, and third group is interested in some types of tracers; environmental tracers and/or temperature profile. The limitation of these types of methods is that the estimated results of recharge are presented in the form of an average over some time period. Forth group has a little different approach. They use the time series data of hydraulic head and specific yield evaluated from field test, and the results of estimation are described in the sequential form. But their approach has a serious problem. The estimated results in forth typeof methods are generally underestimated because they cannot consider the discharge phase of water table fluctuation coupled with the recharge phase. Ketchum el. at. (2000) proposed calibrated method, considering recharge- and discharge-coupled water table fluctuation. But the dischargeis considered just as the areal average with discharge rate. On the other hand, there are many methods to estimate the source wavelet with observed data set in geophysics/signal processing and geophysical methods are rarely applied to the estimation of groundwater recharge. The purpose this study is the evaluation of the applicability of one of the geophysical method in the estimation of sequential recharge rate. The applied geophysical method is called minimum entropy deconvolution (MED). For this purpose, numerical modeling with linearized Boussinesq equation was applied. Using the synthesized hydraulic head through the numerical modeling, the relative sequenceof recharge is calculated inversely. Estimated results are very concordant with the applied recharge sequence. Cross-correlations between applied recharge sequence and the estimated results are above 0.985 in all study cases. Through the numerical test, the availability of MED in the estimation of the recharge sequence to groundwater was investigated
폐기물 매립지의 수평크기와 심도 파악을 위해 여러 물리탐사법중에서 GPR과 전기비저항 탐사에 의한 조사가 시험으로 수행되었다. 탐사는 조사대상지역의 현장여건으로 인해 경계부와 매립지 중심부 일부에 제한되었다. GPR탐사에서는 50MHz 안테나를 이용하였고 전기비저항탐사는 쌍극자 배열법으로 수행되어졌으며, 복합해석을 위한 중복탐사가 이루어졌다. GPR 탐사에 의한 쓰레기 매립지 수평경 계 해석은 가능하였으며, 심도는 수평경계를 포함한 일부 구간에서만 확인되었다. 전기 비저항탐사는 매립지내의 물성을 제공함으로서 비교해석이 가능하다면 효과적인 정보획득이 가능할 것으로 예상된다. 이 해석결과는 주변의 사추결과와 잘 일치되었으며, 따라서, 매립지의 수평적 크기와 규모 파악을 위한 조사시 두 조사법의 조합은 적합하다고 판단된다.
연안지역에서 해수의 지하 유동현상을 효과적이고 경제적으로 파악하기 위하여 등위치 송수신루프배열의 시간영역 전자탐사법(Time-domain Electromagnetic :TEM)을 이용한 지구물리모니터링을 적용하였다. TEM 모니터링은 전기 비저항 모니터링과 비교하여 해수유동에 대한 TEM반응의 민감도는 떨어진다. 그러나, 광범위한 조사지역에 대한 담수-해수 전이대의 공간적인 분포를 파악하는데 있어서는 측정시간을 포함한 탐사경비 그리고 현장에서 자료처리 측면에서 볼 때 매우 효율적이다.
Urban conditions such as underground facilities and ambient noises due to cultural activity restrict the application of conventional geophysical techniques in general. We used the linear array microtremor technique which uses these noises as strong energy source. The result parameter of the survey is shear wave velocity profile which had been applied as an fundamental information for the determination of the rock support type in tunnel design. This study was the first case in Korea which utilized a surface geophysical technique yielding successful result in urban area especially under the existing rail ways. The quantitative relation between the shear wave velocity from this method and the rock mass rating(RMR) determined from the inspection of the cores recovered from the same boreholes showed high statistical relationship. These correlations were then used to relate the shear-wave velocity to RMR along the entire profile.
물리검층기법에 기초한 절리 및 파쇄대 연구의 일환으로, 암질이 비교적 균일한 석회암에서 절리 및 파쇄대의 물성반응을 측정, 분석하였다. 사용된 물리검층방법은 지반 공학적 특성에 민감한 음파, 밀도 및 비저항 검층방법이며 얻어진 불연속면의 물성 반응 특성은 초음파 텔레뷰어검층과 코어검층 결과와 비교되었다. 심도 보정을 전제한다면 코어검층과 초음파 텔레뷰어검층 결과와의 상관성은 상당히 좋은 것으로 나타났으며 물성곡선에 근거한 불연속면 인지 또한 상당히 효과적인 것으로 나타났다. 대체로 비저항, 밀도 및 속도의 순서로 효과가 증대되는 것으로 나타났으며 그 중에서도 속도와 밀도의 두 가지 검층곡선을 함께 이용하는 것이 불연속면의 탐지에서 누락과 오류의 위험을 최소화할 수 있는 방법으로 나타났다.
지하에는 수많은 각종 시설물이 매설되어 있으며 이러한 지하매설물의 효율적인 관리는 도시의 원활한 운영을 위한 중요과제가 되어가고 있다 지하에 매설된 각종 시설물의 위치 및 깊이를 조사하기 위한 탐사방법으로 GPR탐사 및 유도전류 방법이 거의 전적으로 적용되고 있으나 가탐심도가 매우 낮으며 지하매질이 매우 불균질 하거나 점토 염분 자갈 등이 많은 곳 및 주변의 전자기적 잡음이 심한 곳에서는 조사가 안 되는 경우가 많다 본 연구에서는 광역상수관이 천부 및 심부에 다수 매설되어 있으나 열악한 지반환경 때문에 지하매설물을 탐지할 수 없는 지역에서 효과적으로 탐사할 수 있는 지구물리탐사법을 찾고자 하였으며 다양한 지구물리탐사방법 적용하였으며 그 결과를 비교 분석하였다 한편 연구지역의 열악한 지질환경을 알기 위하여 지반조사를 수행하여 지반환경에 따른 물리탐사의 영향을 알아보고자 하였다
철광산 지역에서 획득한 시추자료와 물리탐사자료를 복합 분석하여 3차원 광체모델링을 수행하였다. 지질조사 및 시추조사 자료를 통해 획득한 5가지 대표 암종에 지수를 부여하였고, 이를 이용하여 광체의 범위를 효율적으로 결정하기 위해 지구통계학적 순차 지표 시뮬레이션(Sequential Indicator Simulation)을 실시하였다. 그리고 전기비저항 탐사 자료와 자기지전류 탐사 자료를 이용한 부가적인 자료를 생성하기 위해 정규크리깅(Ordinary Kriging)과 순차가우스시뮬레이션(Sequential Gaussian Simulation)을 사용하였다. 시추자료에서 획득한 입력변수와 전기비저항자료 간의 상관관계를 분석하여 지구통계학적 복합 분석에 적용하였다. 상관관계 분석 결과, 밀도가 높아질수록 전기비저항이 낮아지는 관계를 확인할 수 있었으며, 이를 통해서 다변량 크리깅 중 하나인 가변적 지역평균 크리깅(Simple Kriging with Local varying means)을 적용하여 지수를 이용한 광체의 모델과 품위 자료를 이용한 품위 분포 모델을 생성하였다. 광체 모델링 결과, 실제 채굴도와 유사한 결과를 확보할 수 있었고, 품위자료에 대한 모델링 결과는 품위별 위치에 따른 변화 정보를 제공하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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