• 지구물리와물리탐사
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• 제20권1호
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• pp.1-11
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• 2017

P파 및 S파의 초동주시를 활용한 역산기법들을 통해 미소지진 모니터링의 진원위치의 정확도를 향상시키기 위해 시추공 3성분 수진기를 이용한 현장실험이 수행되었다. 3성분 수진기의 수평 $\times$ 성분을 자북방향으로 정렬시키고 중추낙하형 발생원을 이용한 실험을 통해 계측자료의 P파 초동의 입자움직임으로부터 진원의 방향을 추정할 수 있었다. 한편 계측자료에서 S파의 식별이 어려운 경우에도 편극필터의 적용으로 S파의 초동주시를 발췌할 수 있었다. P파 초동주시만을 이용한 역산기법은 진원위치에 대한 초기치가 진원으로부터 크게 이격되면 국부적인 최소값으로 수렴하여 정해를 찾지 못하는 경우가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 P파와 S파의 초동주시 차이를 이용한 진원위치 결정방법과 P파 초동주시만을 이용한 역산을 복합적으로 사용한 결과 진원위치의 정확도를 향상시킬 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권3호
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• pp.150-156
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• 2002

본 연구에서는 현장에서도 쉽게 시추공 탄성파 토모그래피를 얻을 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 개발된 토모그래피 소프트웨어는 초동의 발췌 및 보정, 시추공 주시 토모그래피 모듈, 그리고 영상화 모듈로 구성되었다. 발췌한 초동을 탄성파 자료의 헤더에 저장함으로써, 초동을 보정하거나 시추공 주시토모그래피의 계산과정에서 부가적으로 초동을 발췌하지 않고 탄성파자료 입력만으로 자료처리를 수행할 수 있도록 하였다. 계산 후에는 영상화모듈을 통해 속도구조와 파선경로를 확인할 수 있다. 이 소프트웨어는 리눅스 환경에서 SU를 기반으로 개발되었으며, 사용에 용이한 GUI환경으로 제작하여 현장자료의 검토 및 초동 발췌, 발췌된 초동오차를 검토 및 보정의 용이성, 주시토모그래피의 생성 등 토모그래피 탐사법의 효용성을 향상시켰다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권2호
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• pp.140-145
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• 2011

데이터에 포함된 잡음이 소규모 저속도 이상대 탐지를 위한 시추공 주시토모그래피에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 터널모델에 대하여 유한차분 파선추적 법으로 기록의 초동주시를 산출하고 산출된 초동주시에 세 종류의 잡음과 잡음수준이 다른 네 종류의 백색 잡음을 첨가한 후 SIRT 반복역산 법으로 속도영상을 도출하였다. 첨가된 잡음의 세기가 터널로 인한 기록의 최대 예상 주시지연의 10% 정도인 속도영상에서 저속도 이상대가 정확하게 터널위치에 형성되었다. 그러나 터널의 위치에 산출된 속도는 상정된 속도모델의 속도와는 현저하게 다르며 배경 속도와 비슷하였다. 잡음이 결과영상에 미치는 영향은 무작위 잡음이 송신기나 수신기 종속적인 잡음보다 현저하게 적은 것으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권2호
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• pp.64-73
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• 2015

최근 수압파쇄가 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 이 때 미소진동 모니터링은 균열이 어디서 발생했고 어느 방향으로 발달되어가는지 알 수 있는 가장 효과적인 방법 중 하나이다. 단일 수직 관측정 자료를 이용한 미소진동 위치결정시 일반적으로 P파와 S파의 초동 도달시간의 차이를 이용한 위치역산을 통해 관측정으로부터의 거리와 심도를 계산하고 P파 호도그램 분석을 통해 이벤트가 발생한 방향을 계산한다. 하지만 미소진동 자료는 대부분 신호대잡음비가 매우 낮아 진폭이 상대적으로 작은 P파 자료를 획득하지 못하는 경우가 자주 발생한다. 따라서 본 연구에서는 모니터링에 사용된 모든 수신기에 기록된 도달시간 잔차를 이용하여 이벤트의 위치를 결정하는 역산 알고리듬과 S파를 이용한 방위각 결정 방법을 모듈화하여 기존의 P파와 S파의 시간잔차를 이용하는 위치결정법과 비교 분석하였다. 수치모형 실험을 통하여 위치결정이 가능한 모든 수신기에 기록된 도달시간의 조합간의 시간잔차의 차를 목적함수로 이용하면 S파만을 이용하여도 이벤트가 발생한 시간에 대한 고려 없이 위치역산이 가능함을 확인하였고, 기존의 방법과 비교하여 보다 높은 정확도와 초동발췌 오차에 대한 낮은 민감도를 가짐을 확인했다. S파를 이용한 방위각 결정은 이벤트와 수신기 사이의 경사각이 낮은 경우 신뢰할만한 방위각 결정이 가능했지만, 경사각이 $20^{\circ}$ 이상으로 커짐에 따라 큰 오차를 보이는 한계가 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.42-49
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• 2011

대룡 흙댐익 누수경로를 포함한 이상대 탐지를 위하여, 댐 정상부의 250 m 측선을 따라 P 파와 레일리파를 기록하였다. 5 kg 해머를 이용하여 인공적으로 소규모 지진파를 발생시켰으며, 3m 간격으로 설치한 4.5 Hz 수직지오폰 24개로 탐지하였다. 이 저수지댐과 하부 기반암의 P파 속도와 S파 겉보기속도를 초동주시와 레일리파 분산곡선 역산으로 각각 구하였다. 겉보기 동포아송비가 0.46에 달하는 높은 값들이 복통이 위치한 북서쪽 끝부분의 댐 기저와 누수저지를 위해 과거 여러 차례 그라우팅 작업을 실시한 측선 남서쪽 끝 부분의 점토코아 내에서 탐지되었다. 상부 점토코아의 높은 포아송비를 갖는 이 이상대는, 조사 후 실시한 그라우팅 작업 시 그라우트 물질이 유출된 부분에 해당한다. P파 토모그래피와 레일리파 분산곡선 역산을 함께 사용하면 흙댐의 잠재적 누수경로 및 기존 그라우팅 위치를 매우 효과적으로 탐지할 수 있다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2007년도 공동학술대회 논문집
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• pp.75-79
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• 2007

To investigate the shear-wave velocity structures of the Korean peninsula, exploded seismic signals were recorded for 120 s along a 294-km WNW-ESE line and 150 s along a 335-km NNW-SSE line in 2002 and 2004, respectively. First arrival times of shear wave were inverted to derive the velocity tomograms. Initial shear-wave 1-D models were built using the initial P-wave velocity models used by Kim et al. and $V_p/V_s$ ratios of the IASP91 model. The raypaths indicate existence of mid-crust interfaces at the depth of 2-3 km and 16 km. The deepest significant interface corresponding to the Moho discontinuity varies in depth from 32 km to 36 km. The refraction velocity along the interface varies from 4.4 km/s to 4.6 km/s. The velocity tomograms also indicate existence of a low-velocity zone at the depth of 7.8 km under the Okchon fold belt.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.125-130
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• 2006

풍암분지 내에 위치한 시험시추공을 중심으로 서로 직각인 2개 측선을 따라 획득한 지표 굴절법 및 원거리 수직탄성파 자료의 초동을 토모그래피 방식으로 동시에 역산하였다. 지표 탄성파자료는 48개 타격점에서 5kg 해머로 발생시킨 지진파를 3 m 간격 21개 지표지오폰과 1개 3성분 공내지오폰으로, 수직탄성파 자료는 수평거리 $-19.5{\sim}+19.5\;m$ 범위에서 해머로 발생한 지진파를 공내 $9{\sim}99\;m$ 깊이구간에서 3성분으로 각각 기록하였다. 지진파총 자료를 이용하여 지표 굴절파자료의 지연시간을 보정한 후, 지표 및 시추공 초동자료를 동시에 역산하고 속도 토모그램을 작성하였다. 속도 토모그램은 시추공 위치에서 속도 750 m/s 이하의 표토층이 1.8 m 두께로 분포하며, 신선한 암석층이 깊이 12 m 정도부터 존재함을 보인다. 깊이 $31{\sim}40\;m$ 구간에서 5353m/s의 암석층 속도는 깊이 $65{\sim}73\;m$ 구간에서 4262 m/s로 변한다. 시추코아 자료와 비교할 때, 이러한 큰 속도변화는 암종 및 파쇄의 영향인 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권3호
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• pp.241-249
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• 2006

한국의 지질 환경은 암석 분포가 매우 다양하고 복잡한 구조 활동의 영향을 받아 지하매질의 이방성 특성이 국부적으로 심하게 변화한다. 기존의 이방성 주시 모델링의 경우 지질 모델을 2차원으로 단순화시킴으로써 이러한 복잡한 지질 환경을 제대로 고려할 수 없었다. 또한 약 이방성 가정을 사용하여 실제로 나타날 수 있는 지하 매질의 심각한 이방성 영향을 주시 모델링에서 고려할 수 없었다. 이에 이 연구에서는 보다 실제적이고 복잡한 3차원 횡등방성 매질(transversely isotropic media)에서 q-P파의 초동 주시 양상을 모사할 수 있는 주시 모델링 알고리듬을 개발하였다. 이 알고리듬에서는 2차원 비선형 주시 내삽(2D nonlinear traveltime interpolation) 기법과 주시의 3차원 격자 채움법(mapping)을 이용한 직접 전파법(direct calculation)을 통해 급격한 물성의 변화에도 주시 계산이 가능하도록 하였다. 또한, 최소 주시 계산과정에서 수치 미분을 통한 최대 경사법(steepest descent method)을 사용하여 약 이방성 가정을 극복하였다. 개발된 알고리듬은 해석해와 비교하여 그 타당성을 검증하였고 3차원 2층구조에 대한 주시 계산을 수행하여 물성이 급격히 변화하는 모델에 대해서도 안정적으로 주시 계산이 이루어짐을 확인하였다. 이 연구에서 개발한 3차원 주시 모델링 알고리듬은 향후 구조보정이나 토모그래피 알고리듬 개발에 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권2호
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• pp.153-158
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• 2010

한반도 중남부 지각 속도구조를 밝히기 위해서, 주요 지체구조 경계와 거의 직각을 이루는 북서-남동 방향의 299 km 측선(KCRT-2008)을 따라 대규모 인공지진파 실험을 실시하였다. 21~113 km 간격의 깊이 50~100 m인 8개시추공에서 250~1500 kg의 폭약을 발파하였고, 발생된 지진파 신호는 측선을 따라 평균 500 m 간격으로 매설한 4.5Hz 수신기로 수신하였다. 초동주시를 토모그래피 방식으로 역산한 결과, 파선경로는 2~3, 11~13, 20 km 깊이에 지각 내 굴절면이 존재함을 보인다. 굴절파 속도 7.7~8.1 km/s의 모호면은 중앙부에서 최대 34.2 km 깊이에 달하며, 동해와 황해로 접근하면서 얕아진다. 속도 7.6 km/s 등치선의 깊이는 31.3~34.4 km의 범위에서 변한다. 역산된 속도모델은 옥천계와 경기육괴 하부에, 깊이 7.2 km에 중심을 둔 저속도층이 129km까지 수평으로 연장되어 있고, 경상분지에는 속도5.4 km/s 이하의 저속도 암석이 최대 2.6 km 두께로 쌓여 있는 모습을 보여준다.