• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.302-307
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• 2005

Love wave and Rayleigh wave are the major elastic waves belonging to the category of the surface wave. The fact that Love wave is not contaminated by P-wave which makes Love wave superior to Rayleigh wave and other body waves. Therefore, the information that Love wave carries is more distinct and clearer than the information of Rayleigh wave. Based on theoretical research, the joint inversion analysis which is used both Love wave dispersion information and Rayleigh wave dispersion information was proposed. Purpose of the joint inversion analysis is to improve accuracy and convergency of inversion results utilizing that frequency contribution of each wave is different. This analysis technique is consisted of the forward modeling using transfer matrix, the sensitivity matrix determined to the ground system and DLSS(Damped Least Square Solution) as a inversion technique. The application of this analysis was examined through the field test.

• 지구물리
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• 제9권3호
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• pp.231-240
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• 2006

The crustal structure of the Korean Peninsula was investigated by analyzing phase velocity dispersion data of Rayleigh waves. Earthquakes recorded by three component broad-band velocity seismographs during 1999-2004 in South Korea were used in this study. The fundamental mode Rayleigh waves were extracted from vertical components of seismograms by multiple filter technique and phase match filter method. Phase velocity dispersion curves of the fundamental mode signal pairs for 14 surface wave propagation paths on the great circle in the range 10 to 80 sec were computed by two-station method. Treating the shear velocity of each layer as an independent parameter, phase velocity data of Rayleigh wave were inverted. All the result models can be explained by a rather homogeneous crust of shear-wave velocity increasing from 2.8 to 3.25 km/sec from top to about 33 km depth without any distinctive crustal discontinuities and an uppermost mantle of shear-wave velocity between 4.55 and 4.67 km/sec. Our results turn out to agree well with recent study of Cho et al. (2006 b) based on the analysis of seismic background noises to recover short-period (0.5-20 sec) Rayleigh- and Love-wave group velocity dispersion characteristics.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권2호
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• pp.148-154
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• 2006

소규모 천부 불균질대가 레일리파의 전파 및 분산특성에 미치는 영향에 대해 알아보기 위해 반무한 균질 매질과 2층 층서구조상의 소규모 천부 불균질대를 상정하고 이 불균질대의 심도, 규모 등을 변화시키면서 레일리파의 전파양상과 분산특성에 대해 고찰하였다. 불균질대의 크기가 최소파장을 기준으로 한파장 이상의 경우 레일리파의 분산 현상이 확인되었으며 이러한 현상은 불균질대의 크기가 클수록 커지며 심도가 깊어질수록 작아지고 심도와 수직적 크기변화보다는 수평적 크기변화에 더 민감한 것을 확인하였다. 분산으로 인한 위상속도의 변화 양상은 불균질대의 크기가 일정정도 이하일 경우에는 탄성파 기록상에서는 확인하기 어려우나 분산된 레일리파의 반사 및 투과 이벤트와 그로 인한 진폭변화를 통해 불균질대 존재 여부를 확인하는 지시자로 사용될 수 있을 것으로 판단되며 이런 결과는 소규모 불균질대나 공동탐지를 위한 현장탐사나 새로운 해석방법 개발에 있어 한 지침을 제공할 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.155-165
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• 2005

러브파와 레일리파는 표면파로서 각 파가 가지는 분산특성을 활용하여 지반의 강성주상도를 파악할 수 있는 특징을 가지고 있다. 이 중 러브파는 한 방향에 대한 응력-변위만 고려하기 때문에 수치적 모델링이 간단하고 전파시에는 이론적으로 체적파의 영향 및 밀도의 변화가 없어 각 각의 물성치를 갖는 다층구조지반에서 적용성이 높다고 할 수 있다. 이러한 장점을 활용하여 러브파와 레일리파의 분산정보를 같이 이용하여 동시역산해석을 할 수 있는 기법이 제안되었다. 동시역산해석기법은 본 논문을 통하여 수치해석, 이론모델, 그리고 현장시험을 통하여 검증되었다. 수치해석에서는 2, 3차원 유한요소해석과 전달행렬법의 결과를 비교하였고, 이론모델해석에서는 각 각의 역산해석에서의 결과를 서로 비교하여 검토하였다. 더불어, 현장에서 SASW시험을 수행하여 제안된 동시역산해석기법의 적용성을 검토하였다. 검토 결과, 각 표면파의 정보를 동시에 고려하는 것이 과도한 발산을 방지하고 해의 정확도를 향상시키는 것으로 확인되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권5호
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• pp.775-791
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• 2017

Surface wave techniques are widely used as non-invasive method for geotechnical site characterization. Field surface wave data are collected and analyzed using different processing techniques to generate the dispersion curves, which are further used to extract the shear wave velocity profile by inverse problem solution. Characteristics of a dispersion curve depend on the subsurface layering information of a vertically heterogeneous medium. Sometimes soft layer can be found between two stiff layers in the vertically heterogeneous media, and it can affect the wave propagation dramatically. Now most of the surface wave techniques use the fundamental mode Rayleigh wave propagation during the inversion, but this may not be the actual scenario when a soft layer is present in a vertically layered medium. This paper presents a detailed and comprehensive study using finite element method to examine the effect of soft layers which sometimes get trapped between two high velocity layers. Determination of the presence of a soft layer is quite important for proper mechanical characterization of a soil deposit. Present analysis shows that the thickness and position of the trapped soft layer highly influence the dispersion of Rayleigh waves while the higher modes also contribute in the resulting wave propagation.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.61-73
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• 2004

레일레이파와 러브파는 탄성파 중에서 표면파에 속하는 것으로, 매우 중요한 표면파로 인식되고 있다. 러브파의 파동 전파시 매질내에 발생되는 변형은 SH파와 같은 전단형태이므로, 러브파는 P-파에 의해 교란되지 않는 특성이 있다. 이러한 특성으로 인하여 러브파가 레일레이파나 다른 체적파보다 더 유용한 탄성파로 인식되고 있다. 본 연구에서는 표면파를 활용하는 대표적 실험기법인 SASW 기법에서 러브파를 도입하고자 하는 목적으루 이론적, 수치해석적, 실험적 방법으로 러브파의 위상속도 분산 특성을 연구하였다. 특히, 러브파의 수평성분과 레일레이파의 수직 수평 성분의 특성을 연구하기 위하여, 반무한 지반, 2층 구조의 지반에 대하여 2차원,3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 또한, 수치해석으로 획득한 러브파와 레일레이파에 대한 결과를 확인하기 위하여 일반 지반에서 현장실험을 수행하였다. 이와 같은 수치해석과 현장실험을 통하여 러브파의 위상속도 분산특성이 SASW 기법의 정확성과 신뢰성을 더욱 향상시키기 위한 추가 자료로 매우 유용할 것이라는 것을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권6호
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• pp.582-590
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• 2007

Imperfectly jointed interface serves as mechanical waveguide for elastic waves and gives rise to two distinct kinds of guided wave propagating along the interface. Contact acoustic nonlinearity (CAN) is known to plays major role in the generation of these interface waves called generalized Rayleigh waves in non-welded interface. Closed crack is modeled as non-welded interface that has nonlinear discontinuity condition in displacement across its boundary. Mathematical analysis of boundary conditions and wave equation is conducted to investigate the dispersive characteristics of the interface waves. Existence of the generalized Rayleigh wave(interface wave) in nonlinear contact interface is verified in theory where the dispersion equation for the interface wave is formulated and analyzed. It reveals that the interface waves have two distinct modes and that the phase velocity of anti-symmetric wave mode is highly dependent on contact conditions represented by linear and nonlinear dimensionless specific stiffness.

• 한국철도학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.391-399
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• 2004

This paper investigated the dispersion characteristics of horizontal surface waves as means to apply conversional SASW techniques. To verify this proposal, 3D finite element analysis and Transfer matrix solution were performed. SH wave(Love waves) has the some advantages in comparison with Rayleigh wave. Representatively, Love wave has a characteristics not affected by compression wave. These characteristics have the robust applicability for the surface wave investigation techniques. In this study, for the purpose of employing Love wave in the SASW method, the dispersion characteristics of the Love wave was extensively investigated by the theoretical and numerical approaches. The 3-D finite element and transfer matrix analyses for the half space and two-layer systems were performed to determine the phase velocities from Love wave as well as from both the vertical and the horizontal components of Rayleigh wave. Preliminary, numerical simulations and theoretical solutions indicated that the dispersion characteristics of horizontal surface wave(Love waves) can be sufficiently sensitive and appliable to SASW techniques.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.145-154
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• 2005

러브파와 레일리파는 표면파로서 각 파가 가지는 분산특성을 활용하여 지반의 강성주상도를 파악할 수 있는 특징을 가지고 있다. 이 중 러브파는 한 방향에 대한 응력-변위만 고려하면 되기 때문에 수치적 모델링이 간단하다. 전파시에는 이론적으로 체적파의 영향 및 밀도의 변화가 없어 각 각의 물성치를 갖는 다층구조지반에서 적용성이 높다고 할 수 있다. 이러한 장점을 활용하여 최종적으로는 단파장에 유리한 러브파와 장파장에 유리한 레일리파의 분산정보를 같이 이용하여 동시역산해석을 할 수 있는 기법을 제안하고자 한다. 해석기법은 크게 3가지로 구성되는데, 러브파와 레일리파의 정모델링 해석을 위해 전달행렬법의 구성, 대상 지반의 시스템 결정을 위한 민감도행렬의 구성 그리고 역산해석기법인 Damped Least Square Solution (DLSS)이다. 동시역산의 방법은 민감도행렬을 구성할 때 레일리파와 러브파의 분산정보가 동시에 사용되며, 계산된 민감도행렬을 역산해석하여 지반의 전단파 주상도를 반복적으로 계산하게 된다. 동시역산해석의 목적은 각 파의 주파수 기여도가 다른 점을 활용함으로서 역산결과의 정확도와 수렴도를 향상하고자 함이다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권2호
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• pp.137-154
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• 2016

The purpose of this paper is to study the propagation of Rayleigh waves in an anisotropic heterogeneous crustal layer over a gravitational semi-infinite sandy substratum. It is assumed that the heterogeneity in the crustal layer arises due to exponential variation in elastic coefficients and density whereas the semi-infinite sandy substratum has homogeneous sandiness parameters. The coupled effects of heterogeneity, anisotropy, sandiness parameters and gravity on Rayleigh waves are discussed analytically as well as numerically. The dispersion relation is obtained in determinant form. The proposed model is solved to obtain the different dispersion relations for the Rayleigh wave in the elastic medium of different properties. The results presented in this study may be attractive and useful for mathematicians, seismologists and geologists.