• 지구물리
• /
• 제3권3호
• /
• pp.175-184
• /
• 2000

충남 천안시 두정동 야산지역에 대한 고고학적 발굴대상지에서 자력탐사를 이용한 비파괴 문화재탐색 응용가능성에 대찬 실험적 연구를 수행하였다. 고고학적 발굴대강지에 대하여 발굴이 시작되기 전 자력탐사를 실시하였으며, 자력탐사 결과 나타난 자력이상대를 발굴후의 유물분포상황과 비교하였다. 자력탐사시 $20cm{\times}20cm$ 격자망을 구성하여 $20m{\times}40m$ 구역을 측정하였으며 자력센서는 지면에 위치시켰다. 기존의 발견된 토기를 대상으로 자력측정한 결과, 토기가 위치한 지점의 자력이 상이 주위의 평균치보다 최대 130nT 정도로 나타나고 있다. 등자기이상 분포포의 해석결과, 연구지역내의 1사분면과 4사분면에 나타난 자기이상지점들과 발굴결과 화인된 토기 및 토기의 파편위치가 정확하게 일치한다. 고고학적 발굴결과 연구지역내에서 발견된 토기위치는 7곳이었으며 이중 6곳은 모두 자력이상지점과 일치하며, 한 곳은 자력이상지점이 아닌 곳에서 발견된 바, 이 토기는 연 토기로 판명되었다. 또한 발굴당시 확인된 숲속이나 천부지층내에 매몰된 철제 쓰레기, 철사 등의 장애물 역시 등자력이상도에서 정확하게 일치하고 있다. 그러므로 자력탐사를 수행하기 앞서 육안으로 확인되는 철제장애물들은 제거한 후에 탐사를 실시하는 것이 바람직하다. 원인이 뚜렷히 확인되지 않는 자력이상지점들은 현재의 발굴충위보다 깊은 곳에 유물이 존재할 가능성이 있으므로 보다 정밀한 발굴작업이 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 2004년도 정기총회 및 제6최 특별 심포지움
• /
• pp.25-48
• /
• 2004

구조물의 시간경과에 따른 변형 및 성능저하 현상은 인위적 요인 및 시간경과에 따른 지반상태의 변화 혹은 지반 변위요인의 누적에 의해 발생한다. 본 연구에서는 경상남도 경주시에 위치한 첨성대를 연구대상으로 설정하였다. 첨성대는 약 1,300여 년 전 건립된 석축구조물로서 지반침하로 약간 기울어져 있으며, 일부 석재 사이의 틈이 벌어져 있는 상태이다. 본질적인 대책수립을 위하여 본 연구에서는 이러한 목적을 위하여 3차원 레이저스캐닝시스템에 의한 (형상)역공학적 연구, 물리탐사에 의한 지반공학적 특성 연구 및 고유진동수 측정에 의한 첨성대의 동적특성 등의 다음과 같은 연구들을 수행하였다. 첫째, 정밀측량에 의한 첨성대의 정밀한 변형량 측정 및 지속적인 변위측정을 위하여 3차원 레이저 스캐닝에 의한 첨성대의 3차원 공간위치정보를 취득하여 형상역공학에 의한 3차원 벡터이미지 형상구현 및 첨성대의 크기, 변위량, 변위방향 등 여러 가지 제원을 구하고자 하였다. 둘째, 다양한 비파괴적 물리탐사 방법들을 적용하여 첨성대 및 주변 지반의 물성분포 및 지반특성을 파악하고자 하였다. 한편, 다양한 물리탐사를 통하여 향후 유사한 조사에 있어서 적절한 물리탐사 방법을 제시하고자 하였다. 셋째, 경주 첨성대의 1/10 모형에 대한 동적특성실험 및 실물에 대한 고유진동수 측정을 통해 첨성대의 구조적 특성을 연구하여 첨성대의 구조특성 및 상태판단 및 동적특성 파악에 의한 내진성능을 판단하고자 하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제7권2호
• /
• pp.130-135
• /
• 2004

본 논문은 지반의 물성과 전기비저항의 관계를 밝히기 위하여 실내에서 여러 종류의 흙과 암석 시료를 대상으로 농도가 다른 9종류의 NaCl 용액으로 공극을 포화시킨 후 전기비저항을 측정하고, 그 결과로부터 흙과 암석의 전기비저항을 좌우하는 물성요인과 이들 요인이 전기비저항에 미치는 영향에 대해서 기존의 경험식을 토대로 비교 검토하였다. 그 결과에 의하면 흙과 암석 시료의 종류에 관계없이 공극수의 전기비저항이 높아짐에 따라 시료의 전기비저항은 높아지고 있으나, 그 증가 폭은 작아지는 경향을 보였다. 이러한 이유는 공극수의 전기비저항이 10 ohm-m 이하의 영역에서는 시료의 전기비저항이 공극수의 전기비저항에 의해서 좌우되지만, 그 이상의 영역에서는 공극수의 전기비저항과 구성물질의 전도성에 영향을 받고 있기 때문으로 생각된다. 또한 glass beads와 세립분의 함량이 $5\%$ 이하인 흙 시료의 전기비저항 실측치는 Archie의 경험식으로부터 구한 계산치와 잘 일치하고 있으나, 그 외 세립분을 $20\%$ 이상 함유하고 있는 흙과 암석 시료의 전기비저항 실측치는 Patnode and Wyllie의 경험식으로 구한 계산치와 거의 일치하고 있었다. 이러한 결과로부터 일반적인 지하수의 전기비저항 영역($20\~200ohm-m$)에서 지반의 전기비저항은 간극수의 전기비저항과 구성물질의 전기전도성을 고려한 병렬 저항 회로 모델을 적용하는 것이 타당한 것으로 밝혀졌다.

• 지질공학
• /
• 제5권1호
• /
• pp.1-20
• /
• 1995

1993년 3월 부산 북구 경부선 복선 철도 구간에서 지반 침하로 인한 대형 기차전복 참화는 많은 인명 피해는 물론 막대한 재산 손실을 초래하였다. 여기서 관심의 초점이 된 지반함몰 원인은 우선 다양한 재래 지질조사법에 의해 조사되었으며 그 결과 $\circled1$ 선로 하부 약 39m 지점에서 NATA 터널굴착을 위한 화약 발파, $\circled2$ 기반암 경계면의 급격한 변화가 무엇보다 지반 침하에 대한 직접적인 동기가 된 것으로 추정되었다. 그런데 기존 조사기법은 거의 시추 데이터에 의존하기 때문에 현실적으로 주어진 불리한 탐사 여건(예: 선로면 위에서는 빈번한 열차 주행으로 인하여 시추가 불가능함)은 바로 초점이 되고 있는 선로 하부 지반상태 파악을 불가능하게 하였다. 따라서 상기 결여된 지질정보는 우선 함몰 경위에 대한 두사지 가정을 낳게 하였으며 이러한 불확실성은 시공 과실에 대한 판단을 흐리게 하는 계기를 부여한 것이다. 본 논문은 우선 상기 불리한 탐사 여건을 극복하면서 동시에 각 암층 경계면을 고분해능으로 재현할 수 있는 하나의 첨단 물리탐사법 즉, 탄성파 토모그래피 기법을 소개하고 있으며 나아가서 그의 응용 결과는 바로 토목설계 내지 시공설계를 위한 귀중한 기초 자료(예: 탄성파 속도, 탄성율)로 반영될 수 있음을 보여주고 있다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제13권4호
• /
• pp.323-329
• /
• 2010

동해 울릉분지에서 가스하이드레이트 탐사를 목적으로 획득된 탄성파 중합 자료에 다음 세 가지의 디컨볼루션을 적용하여 지층경계면을 분해하는 특성을 분석하였다: (1) 트레이스별 최소위상 스파이킹 디컨볼루션 (2) 트레이스 평균 최소위상 디컨볼루션 (3) 검층자료를 이용한 디컨볼루션. 트레이스별 최소위상 스파이킹 디컨볼루션의 경우 수직 분해능은 증가하지만 수평 연장성이 감소하는 경향을 보였다. 각 트레이스에서 구한 최소위상 파형요소를 평균하여 구한 대표 파형요소를 이용하는 두 번째 방법은 전체적으로 트레이스별 스파이킹 디컨볼루션의 결과와 비슷하지만 해저면 모방 반사면이 보다 연속적이고 일관된 결과를 보이며 하부 반사면들이 더 뚜렷하게 나타난다. 세 번째 방법의 결과는 쇄설류 퇴적체 내부가 좀 더 상세하게 나타나며 해저면과 해저면 모방 반사면의 파형이 이상적 영위상 형태를 보이며 반사면의 연속성이 향상되었음을 보여준다. 이러한 특성은 가스하이드레이트 안정영역의 하부경계를 지시하는 해저면 모방 반사면의 진폭특성분석과 퇴적상 해석을 향상시키므로 탐사 지역의 가스하이드레이트 분포와 자원량을 정확히 추정하는 데에 도움을 준다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제19권4호
• /
• pp.187-199
• /
• 2016

연약지반의 층서 파악을 위해 대상 지역 전체에서 취득되는 다중채널 표면파 탐사(Multichannel Analysis of Surface Wave; MASW)와 지반에 대한 직접적인 정보를 제공하는 피에조콘 관입시험(Piezo Cone Penetration Test; CPTu) 자료를 지구통계학적으로 복합 분석하였다. MASW 자료는 지반 강성도와 밀접한 관계를 갖는 것으로 알려져 있는데, 2개의 측선에 대해 자료를 취득하고 연구 지역 시료의 실내시험을 통해 이를 확인하였다. CPTu는 대상지역 내 6개 지점에서 취득하였고 선단저항($q_c$) 및 간극수압(u) 자료에 지구통계학적 복합 분석을 적용하여 3차원 물성 분포를 확보하였다. 복합 분석은 MASW 자료와 선단저항 및 간극수압의 공간적 상관성에 따라 시뮬레이션 할 수 있는 순차 가우시안 공동 위치 시뮬레이션(Sequential Gaussian Co-Simulation; COSGSIM) 기술을 적용하였다. 분석 결과의 검증을 위해 CPTu 자료 취득 위치와 다른 2개 지점에서 시추가 이루어졌으며, 이 지점에서 SPT N 값과 시추 주상도를 확보할 수 있었고 이 자료를 복합 분석 결과의 지반 공학적 정확도 분석을 위해 사용하였다. 복합 분석을 통해 확보한 3차원 선단저항 및 간극수압 분포도의 신뢰성 검증을 위해 2개의 시추 지역에서 획득한 지반 조사 자료와 비교한 결과, 매우 상관성이 좋은 결과를 확인할 수 있었다.

• 지질공학
• /
• 제31권4호
• /
• pp.507-522
• /
• 2021

각 탐사의 반응 값은 지하 매질의 특정 물성에 따라 달라지기 때문에 한가지의 지구물리학적 방법만으로는 탐사목적을 달성하지 못하는 경우가 종종 있다. 특히 지질재해 위험에 취약한 지역을 조사하는 경우, 인명 및 재산피해를 최대한 줄이기 위해 한 가지 이상의 탐사방법을 사용하는 것이 효과적이다. 제방의 안전성 평가를 위한 이 연구에서는 각 탐사결과들을 개별적으로 해석하는 대신 탄성파속도(굴절법에 의한 P파속도와 MASW의 S파속도)와 전기비저항 값들을 통계적으로 분석하여 결정된 임계값들을 기반으로 취약구간과 안전구간 등으로 구분하는 사분면 상관기법을 수행하였다. 임계값은 수평 4층 구조와 경사진 파쇄대에 대한 모델자료를 가지고 수행한 사분면 상관기법을 테스트하는 과정에서 두 개의 속성자료 모두 평균에서 표준편차를 빼준 값으로 결정되었다. 전기비저항-P파속도의 교차출력에 비해 전기비저항과 S파속도를 이용한 교차출력 해석이 제방 시스템의 토양유형, 지반강성 및 암석학적 특성 정보를 보다 충실히 제공하였다. 낮은 S파속도와 높은 전기비저항으로 2사분면에 투영된 느슨한 모래 구역이 취약구간으로 평가되는데 이와 같은 해석은 시추공 표준관입시험에서 보인 중심코어의 N 값 분포로 뒷받침되었다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제25권4호
• /
• pp.189-200
• /
• 2022

도심지 도로에서의 지하공동 붕괴로 인한 지반침하 문제는 인명 및 재산 피해로 이어질 수 있기 때문에 이를 예방하기 위해서는 사전에 지하공동을 탐지하고 복구하는 과정이 필요하다. 지하공동 탐지는 주로 지표투과레이더(ground penetrating radar, GPR) 탐사를 통해 이루어지는데, 방대한 탐사 자료로 인해 해석에 많은 시간이 소모되고 전문가의 숙련도와 주관에 따라 해석 결과가 달라질 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 GPR 자료 해석 자동화 및 정량화 기법들이 연구되어 왔으며, 최근에는 딥러닝 기반의 해석 기법들이 많이 활용되고 있다. 이 연구에서는 딥러닝 기반의 GPR 자료해석 기법 중 쌍곡선(hyperbola) 신호를 탐지하는 과정에 대해 기존 연구에서 개발된 기법을 단계별로 실증 예제를 통해 설명하였다. 먼저, 쌍곡선 신호를 자동으로 탐지하기 위해서 딥러닝 기반 YOLOv3 객체탐지 기법을 적용했다. 다음으로는 column-connection clustering (C3) 알고리즘을 통해 쌍곡선 신호만을 추출하였고, 최종적으로 회귀분석을 통해 지하공동의 수평위치를 결정했다. YOLOv3 객체탐지 기법을 이용한 쌍곡선 신호 탐지 성능은 AP50 기준으로 정밀도 84%, 재현율 92%를 달성했다. 지하공동 수평위치 정확도는 4개 샘플에 대해 실제 위치와 약 0.12 ~ 0.36 m 정도의 차이를 보였다. 이를 통해 지하공동에 의해 나타나는 쌍곡선 신호에 대한 딥러닝 기반 탐지 기법의 적용성을 확인할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제25권4호
• /
• pp.214-216
• /
• 2022

분포형 음향 센싱(distributed acoustic sensing, DAS)은 광섬유 케이블을 수신기로 활용하는 탐사기술로서, 석유탐사 및 지진분야에서 모니터링 목적으로 활발히 적용되고 있다. 최근에는 지하매질의 물성정보를 도출하기 위해 분포형 음향 센싱 자료를 활용한 전파형역산 연구가 수행되고 있다. 분포형 음향 센싱은 광섬유 케이블 상의 두 점 간의 위상 차이에 의한 변형률을 측정하기 때문에, 기존 전파형역산 알고리즘에 직접 활용하기 어렵다. 분포형 음향 센싱 자료를 전파형역산에 활용하기 위해, 본 연구에서는 평면파 가정에서의 변형률과 수평입자속도의 관계식을 이용한 평면파 전파형역산 알고리즘을 개발하였다. 수치실험을 통해 평면파 가정에서의 변형률과 입자속도 간의 관계식이 성립함을 확인하였다. 다양한 탐사환경에서 분포형 음향 센싱 자료에 대한 전파형역산의 적용 가능성을 확인하기 위해, 육상 및 해저면 탄성파 탐사 환경을 모사한 4층 및 수정된 Marmousi-2 속도모델을 이용하였다. 제안된 전파형역산을 통해 육상 및 해저면 탄성파 탐사 환경하에서 P파 및 S파 속도구조를 정확히 도출할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제11권3호
• /
• pp.250-262
• /
• 2008

금속광산탐사에서 많이 이용되는 물리탐사 방법 중의 하나인 쌍극자-쌍극자 배열 전기비저항탐사의 실제 광산탐사에 대한 적용성을 평가하기 위하여 단순화된 광상구조에 대하여 현장자료 시뮬레이션 및 역산해석을 수행하였다. 실제 광상모형으로는 국내 여러 금속광상 중에서 가장 분포 빈도가 높은 맥상광상을 대상으로 하였다. 국내 맥상광상의 맥폭이 대부분 수십 cm에서 2m이내라는 점에 기초하여 맥폭을 변화시키고, 광맥의 물성을 변화시켰으며, 쌍극자-쌍극자 배열 전기비저항탐사의 전극간격은 40m로 가정하였다. 맥폭이 1m 이하일 경우 주변암과 광맥의 전기적 물성차가 300배 이상 되는 경우에도 저비저항대가 나타나지 않았다. 맥폭이 커질수록 그리고 비저항의 차가 클수록 저비저항대가 뚜렷하게 나타났으나, 넓은 전극간격과 역산에 이용된 셀 크기가 심부로 갈수록 커져서 대체로 저 비저항대의 폭이 과장되게 나타났고, 깊이 또한 실제 깊이보다 깊게 나타났다. 실제 천열수광상 모형을 가정하고 현재 가행 중인 광산에서 측정한 전기비저항을 근거로 하여 현장자료 시뮬레이션 및 역산을 수행한 결과 광맥의 전기비저항 값이 높은 경우에도 광맥에 의한 영향이 잘 나타나지 않는다는 것을 알 수 있었다. 이와 같이 구조지질학적으로 광맥에 수반되는 열수변질대가 전기비저항탐사 자료에서 이상대로 포착되므로 천열수 광산의 경우 이러한 주변 열수변질대를 탐사대상으로 선정하는 것이 바람직하다. 이상의 결과들을 종합해 볼 때 광맥이 지하 깊은 곳에 존재하며 광맥과 주변암과의 전기적 물성차가 크지 않은 경우, 일반적으로 수행되는 지표면 전기비저항탐사로는 광맥의 존재여부조차 파악할 수 없는 경우가 있으며, 저비저항대가 나타난다 하더라도 실제 구조와 다른 과장된 양상으로 나타난다는 것을 알 수 있었다. 이 연구에서 제시한 모델링 및 역산자료는 기본적이고 단순한 모형실험이지만 일선 현장 자료를 바탕으로 수행한 실험연구로서 향후 보다 다양한 모형에 대하여 모델링을 수행하고 표준 및 정량적 지침을 제시해 나간다면 현장 측선 설계나 탐사결과의 해석시에 유용한 지침으로 활용될 수 있을 것이다.