• 헤리티지:역사와 과학
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• 제52권4호
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• pp.264-271
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• 2019

별을 관측하는 천문대로 잘 알려진 경주 첨성대는 그 모양과 성격이 독특하고 원래의 모습으로 잘 보존되어 있어 역사적·학술적·예술적 가치가 높은 문화재이다. 그동안 많은 연구자들이 첨성대의 외부 구조와 지반 안전성, 지진 재해 위험도 평가 연구 등 과학적인 조사를 이용한 첨성대의 평가를 진행해왔으나 첨성대의 지하 구조에 대해서는 조사가 매우 미흡하였다. 이 논문에서는 첨성대와 관련한 주변의 매장문화재 존재 여부와 첨성대의 기초부를 확인하기 위하여 지하투과레이더(GPR) 탐사를 수행하고 2차원과 3차원 영상을 통해 첨성대의 지하 구조를 정밀 분석하였다. 그 결과, 0.4~0.6m 깊이에서는 절반 정도만 남아 있긴 하지만 12개의 작은 물체들이 원형의 배치를 이루고 있고, 0.7~1m 깊이에서는 정면 4칸, 측면 3칸의 건물지로 추정되는 반응이 첨성대를 중심으로 주변에 분포하는 것이 확인되었다. 또한 첨성대의 직하부에는 이미 알고 있는 2단의 기단부 외에 7×7m 크기의 방형 시설이 깊이 0.6m에 존재하며, 깊이 1.2~3m에서는 첨성대의 기초시설로 추정되는 반응이 확인되었다. 이 기초시설은 동서 11m, 남북 12m의 타원형이며 첨성대 기단을 중심으로 북·서·동측면은 1m 이내로 짧고 남측면은 5m 정도로 넓게 분포하고 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.66-71
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• 2019

본 논문에서는 도시 시설물 지능형 유지관리를 위한 내부 철근 두께의 예측을 위해 GPR 데이터를 활용한 철근 두께 예측 기법에 관한 연구를 실시하였다. 국내의 규격 미달 철근의 사용 및 배근 시공과 같은 부실시공 사례에서 볼 수 있듯이, 철근 두께에 대한 정보의 경우 규격 미달 철근의 사용에 대한 구조물 정밀 안전진단을 위해서 꼭 필요함을 알 수 있다. 이를 위해 본 연구에서는 시편을 제작하여 철근 직경을 단계적으로 증가시켜 GPR의 B-scan 데이터를 취득하였다. GPR 의 B-scan 데이터는 가시성이 떨어지기 때문에 이를 migration을 통해 히트맵 이미지 데이터로 변화시켜 데이터의 직관성을 높이고자 하였다. 본 연구는 보편적으로 이용되는 B-scan 데이터와 히트맵 데이터의 합성곱 신경망(CNN) 적용 시 결과를 비교하기 위해 B-scan 및 히트맵 데이터에서 각각 철근에 대한 영역을 추출하여 학습 및 검증 데이터를 구축하였으며, 구축된 데이터에 CNN을 적용하였다. 그 결과, 히트맵 데이터의 경우 B-scan 데이터와 비교하였을 때 더 좋은 결괏값을 얻을 수 있었다. 이를 통해 GPR 히트맵 데이터를 이용하였을 경우 B-scan 데이터를 이용하였을 때보다 더 높은 정확도로 철근 두께를 예측할 수 있음을 확인하였으며, 시설물 내부 철근 두께 예측의 가능성을 검증하였다.

• 지질공학
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• 제7권2호
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• pp.139-149
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• 1997

전기비저항 모니터링을 이용하여 충적층 지하수위의 변동을 감지 할 수 있는지의 여부가 연구되었다. 연구는 유한요소법을 이용한 전기비저항 수치 모델링 시험과 20일간의 장기 양수 시험이 수행된 금강 정동리 지역의 현장 자료를 이용하여 수행되었다. 수치 모델링 시험 및 현장 자료 획득은 전극 기본 간격이 4m인 21개의 고정전극을 이용하였으며, 전극배열은 "변형 웨너 배열"과 쌍극자 배열을 이용하였다. 현장 장기 양수 시험에서 관측된 수위 변화를 단순화하여 지하 2차원 비저항 모델로 사용한 사용한 결과, 겉보기 전기비저항의 변화 양상은 수위 변화보다 둔감한 변화 양상을 보여 주며, 수위 변화가 있는 부분뿐만 아니라하부 결정질 기반암의 경계 부위에 해당하는 심도에서도 겉보기 비저항 장치가 변화하는 현상이 관측되었다. 이러한 수치 결과와 부합되는 결과가 실제 현장에서 획득된 겉보기 전기 비저항 단면에서도 나타났다. 수치 계산결과 및 현장 자료는 전기 비저한 모니터링이 지하수위 변동을 유무 감지하는데 유용하게 사용될 수 있음을 보여주었다. 그러나 겉보기 전기비저항 단면이 수위 변동량을 정량적으로 규명할 만큼의 뚜렷한 변화를 보여주지는 못하기 때문에 전기비저항 방법만으로 정략적인 수위변동을 감지하는데 한계가 있는 것으로 판단되었다. 이러한 지하 수위 변동량 등을 명확히 규명하기 위해서는 고해상도 탄성파 또는 지하레이다 탐사처럼 지하의 모습을 영상화 할 수 있는 지구물리 탐사법이 병행되는 것이 바람직하다.

• 자원환경지질
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• 제36권2호
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• pp.123-131
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• 2003

광양 폐광산의 갱구와 폐광석 적치장에서 발생되는 산성광산배수에 의한 침출수의 특성, 유동경로, 투기채널 및 매립된 폐광석의 탐지를 위해 복합 지구물리탐사(전기비저항, 자연전위, 지하투과레이다, 탄성파굴절법)를 수행하여 상관 해석하였다. 폐광산에서 유출되는 침출수는 강우에 의한 영향으로 우기에 많이 유출되며 산성광산배수의 지표용출 지점에서 측정된 침출수의 전기전도도는 0.977-1.110 mS/cm이다. 전기비저항탐사 결과 침출수는 두 개의 유동경로로 흐르다가 좁아지는 합류지점에서 일부는 그대로 통과하고 일부는 지표용출의 형태로 나타나 지표 및 지하 수계 및 토양을 오염시키는 것으로 확인되었다. 이러한 침출수의 유동경로는 자연전위탐사 결과 음의 최소값, 지하투과레이다탐사 결과 낮은 투과심도와 탄성파굴절법탐사 격과 저속도대의 분포 특성과 일치한다. 전기비저항탐사 결과에서 나타나는 천부 고비저항대는 레이다파의 회절현상과 상관되어 매립된 폐광석의 영향으로 추정된다. 약 1-1.25 m 깊이에서 일관성 있게 나타나는 지하투과레이다 반사 영상은 산성광산배수의 배출 통로인 매설 파이프에 의한 것으로 해석된다.

• 지구물리
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• 제5권2호
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• pp.143-151
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• 2002

서기 751년에 축조되어 20세기에 해체 수리된 경주 불국사의 다보탐(높이 10.4m, 기단폭 7.4m, 하중 123.2 ton)과 석가탑(높이 10.8m, 기단폭 4.4m, 하장 82.3ton)은 국보급 문화재이나, 현재 석탁의 풍화는 물론 지대석의 어긋남 현상들이 관찰된다. 이 연구에서는 두 석탑의 안정성 진단에 필요한 지반 특성을 파악하기 위하여 탄성파, 전기비저항, 지하레이다 등의 지구 물리탐사를 실시하였다. 전기비저항 분포는 두 석탑 부근에서 최대 2200 Ωm의 값이나 석탑 외부의 지반은 200 Ωm 내외의 낮은 비저항치를 보이며 특히 북쪽 지반이 전반적으로 더 낮은 값을 보인다. 탄성파 P파의 속도분포에서는 다보탑 지반은 500~800m/s를 보여 300~500m/s의 범위를 갖는 석가탑 지반보다 상대적으로 견고하다. 이들 결과와 지하레이터 영상을 종합하여 탑의 지반 형태를 파악하였다. 다보탑 지반의 형태는 한 변의 길이가 약 6m인 8각형 모양으로 약 4m 깊이를 갖고, 석가탑지반은 약 9m × 10m의 직사각형 형태로 약 3m 깊이까지 분포한다. 이는 석탑 건립 당시 약 8ton/㎡의 탑하중을 견디기 위해 구축한 기초구조로 해석한다. 대체로 두 석탑의 북서쪽 부분이 주변지역보다 낮은 탄성파 속도와 낮은 비저항값이 관찰되는데 이 부분은 연약한 지반으로 판단한다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2004년도 정기총회 및 제6최 특별 심포지움
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• pp.70-83
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• 2004

문화유산의 안전진단에 대한 가장 중요한 전제는 비파괴에 있다. 석조문화재에 대하여서도 비파괴진단과 보존을 위한 연구는 필수적이며 주요한 기술적 핵심이다. 비파괴진단 기술로서 지구물리탐사는 석조문화재 지반의 특징을 밝히는 중요한 역할을 하는데, 그 이유는 지반의 특성을 이해하는 것이 안전진단에 필수적이기 때문이다. 탐사사례로 국보급문화재인 경주 불국사의 다보탑(높이 10.4m, 기단폭 7.4m, 하중 123.2 ton)과 석가탑(높이 10.8m, 기단폭 4.4m, 하중 82.3ton)에 대한 지구물리탐사가 이루어졌다. 현재 석탑에서는 풍화는 물론 탑의 기울임 및 지대석의 어긋남 현상들이 관찰된다. 두 탐을 구성하는 석재의 역학적 성질을 위해 초음파 속도 측정을 실시하였고 천부지하구조를 위해 탄성파, 전기비저항, 지하레이더 등의 비파괴 복합 지구물리탐사를 석탑 주변에서 수행하였다. 초음파 속도범위는 석가탑에서는 1217${\~}$4403 m/s이며, 다보탑에서는 584${\~}$5845 m/s이며 이로부터 추정한 일축강도 평균치는 각각 463 kg/$cm^2$, 409 kg/$cm^2$이다. 탄성파 속도 분포에서는 다보탑 지반이 더 큰 속도를 보여 상대적으로 석가탑 지반보다 견고함을 보여준다. 대체로 석탑지반의 전기비저항은 최대 2200 $\Omega$m이며 200 $\Omega$m내외의 외부지반보다 더 높은 값을 보인다. 복합 지구물리탐사 결과를 종합하면 다보탑지반의 형태는 팔각형(한 변은 6 m)으로 그 깊이는 약 4 m 이나, 석가탑지반은 약 8${\times}$10 m의 직사각형 형태로 깊이는 약 3 m 이다. 이는 석탑 건립 당시 약 $8ton/m^2$의 탑 하중을 견디기 위해 구축한 기초구조로 해석한다. 대체로 두 석탑의 북서쪽 부분이 주변지역보다 낮은 탄성파 속도와 낮은 비저항 값이 관찰되는데 이 부분은 연약한 지반으로 판단하며 각 석탑이 북북서쪽 방향으로 기우는 원인으로 판단한다.