• 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.

• 지질공학
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• 제22권4호
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• pp.459-466
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• 2012

엔지니어링 탄성파 반사법 자료에서 자주 부딪히는 문제는 천부 불연속면의 작은 반사 에너지가 발파로 인한 음파, 직접파, 굴절파 및 진폭이 큰 표면파와 같은 잡음으로 가려진다는 점이다. 자료처리 과정에서 그 동안 국내 지반탐사 자료에 적용되지 않았던 방사변환 기법을 통하여 현장에서 얻어진 거리-시간 영역의 자료를 단순히 속도-시간 영역의 자료로 변환시켜 일관성 잡음을 제거하고자 하였다. 적용성 평가를 위해 수백 미터 깊이를 대상으로하는 고품질의 퇴적분지 탐사자료와 수십 미터 깊이를 대상으로 하는 잡음이 많은 엔지니어링 탐사자료를 시험자료로 선택하였다. 이 방법은 대역통과 필터링과 주파수-파수 필터링에 비해 반사파의 진폭을 약화시키지 않고 음파, 표면파, 직접파, 굴절파와 같은 천부의 일관성 선형 잡음을 효과적으로 약화시킬 수 있었다. 방사 트레이스 영역에서 잡음의 주파수 특성을 고려하여 설계된 저주파 제거 필터를 적용할 때 표면파 분산 구간은 물론 주파수-파수 필터링에서 통제하기 힘든 직접파, 굴절파 및 음파의 중첩 구간(50m 깊이 이내)에 있는 천부 반사면들이 효과적으로 부각되었다. 일관성 있는 선형 잡음에 제한되어 적용되는 이 방법은 앞으로 속도-시간 영역에서 각 종 잡음의 분포 특성을 정확히 파악할 때 엔지니어링 자료에 흔히 나타날 수 있는 절리, 파쇄대, 천부 단층에 의한 회절파와 역-산란파와 같은 잡음도 충분히 조절할 수 있을 것으로 보인다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권2호
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• pp.74-87
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• 2014

동해 울릉분지에서 취득된 2차원 다중채널 탄성파 탐사자료의 해석에 의하면, 연구지역에 분포하는 제 4기 퇴적층은 침식부정합면에 의해 4개의 층서단위로 구분된다. 각 층서단위는 서로 다른 특징을 갖는 18개의 질량류 퇴적체로 구성된다. 탄성파 단면상에서 질량류 퇴적체는 캐오틱 혹은 투명한 음향상 특징을 보이며, 쐐기 혹은 렌즈상의 외부형태를 가진다. 질량류 퇴적체는 주로 울릉분지 남쪽사면 일대에 중첩되어 분포하며, 분지중앙으로 향하면서 층후가 얇아지는 경향을 보인다. 시간구조도에 의하면 연구지역의 중앙에는 주변보다 융기된 지형과 북서 및 북동방향의 저지대가 발달한다. 등시층후도에 의하면 연구지역의 남쪽으로부터 기원한 질량류 퇴적체는 사면을 따라 분지중앙으로 유입되었으며, 지구조운동으로 형성된 융기지형에 의해 두 방향으로 분리되어 발달하였다. 결과적으로 울릉분지에 분포하는 제 4기 질량류 퇴적체의 발달은 다량의 퇴적물 공급, 저해수면시기 동안의 가스하이드레이트 해리, 중앙부에 위치한 융기지형 등의 요인에 의해 크게 조절되었다.

• 자원환경지질
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• 제44권6호
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• pp.503-511
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• 2011

캐나다 북부 알버타주의 데본기 후기 Grosmont층은 중생대 백악기와 데본기 후기 사이 형성된 침식 부정합면 하부에 위치하며 Ireton층의 셰일에 의해 4개의 단위로 구분되고, 상향 천해화(shallowing-upward)를 보이는 전형적인 대륙붕 환경이다. Grosmont층은 탄성파의 극성, 연속성, 주파수/간격, 진폭 등의 해석요소를 고려하여 4개의 단위(LG, UG1, UG2, UG3)로 구분할 수 있었고 반사파는 중-고진폭, 중-저주파수의 특징을 보이고 반사면은 연속성이 좋으며 서로 평행한 형태로 나타났다. 시추공의 암상자료를 바탕으로 대륙붕 또는 플랫폼(platform) 환경으로 해석할 수 있지만 반사파의 특성이나 형태만으로 순차층의 경계면과 퇴적환경을 인지하기란 쉽지 않기 때문에 이 연구에서는 부순차층세트(parasequence set)로 하여 층서 해석을 시도하였다. 침식 부정합면에 의해 퇴적계 연합체와 함께 부순차층세트가 형성되는데, 침식부정합면은 암상자료와 탄성파상의 카르스트화작용 및 침식면에 의해 그 인지가 가능하였다. 연구지역에 분포하는 Grosmont 탄산염암층은 플랫폼 및 대륙붕 환경으로부터 분지 방향의 플랫폼 주변부을 향하면서 층후가 점차 감소하는 쐐기형태로 발달하며 전진하는 시그모이드-오블리크(sigmoid-oblique) 형태의 음향특성을 갖는 것이 특징적이며, 이는 해수면 변동과 연계되어 퇴적작용이 진행되었음을 지시해주고 있다. 퇴적단위의 대부분은 주로 해퇴 및 저해수면 환경 하에서 형성된 것으로 해석되어 플랫폼 환경을 뒷받침해주는 증거가 된다. 특히, 고해수면 환경 하에서 형성된 퇴적체 하부의 셰일층은 반복되는 해퇴기간 동안 대부분이 박층으로 분포하는 것으로 해석된다.

• 한국가스학회지
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• 제20권1호
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• pp.13-22
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• 2016

본 연구에서는 다단계 수압파쇄와 수평시추가 적용된 셰일가스정에서 생산자료의 유동형태에 따라 적절한 분석 방법과 궁극가채량을 산출하는 기법을 결정하는 방법을 정리한 흐름도를 제안하였다. 또한 1차 천이유동만이 나타나는 현장자료에 대해 생산천이유동 분석을 수행할 때 고려해야 하는 사항들을 제안하였다. log-log 그래프와 시간제곱근 그래프 분석을 통해 생산자료의 유동 특성을 분류할 수 있고, 이 결과, 1차 천이유동만이 나타나는 생산자료는 이 유동이 종료되는 시점을 정확히 예측하여 이 시점을 기준으로 생산성을 각각 예측하여야 한다. 이 시점은 미세탄성파 탐사자료 해석을 통해 균열자극부피의 면적을 계산함으로써 산출할 수 있다. 공저압력자료나 미세탄성파 탐사자료가 없다면 셰일가스정에 적절한 경험적 방법을 활용하여 생산성을 예측할 수 있다. 생산기간이 짧은 자료는 상대적으로 생산기간이 긴 인접 생산정의 자료를 활용하여 생산기간의 적절성을 평가한 후 필요하다면 생산초기 자료를 제외하고 분석하는 것이 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한 미세탄성파 탐사자료 해석에 의해 산출된 SRV는 분석방법이나 분석자의 주관에 의해 과대, 과소 평가될 수 있기 때문에 파쇄 단계, 파쇄유체 주입량, 생산성 분석을 통한 적절성평가를 수행하여 필요한 경우, 저류층 시뮬레이션, 균열모델링, 생산천이분석을 통해 재산정하는 것이 필요하다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.383-390
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• 2020

유연한 지반에 놓인 액체저장탱크의 지진 거동은 유체-구조물-지반 상호작용에 의해 복잡하게 나타나므로, 이 시스템의 지진응답과 피해를 정확하게 예측하기 위해서는 이를 엄밀히 고려하여야 한다. 이 연구에서는 유체-구조물-지반 상호작용을 엄밀히 고려하여 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 수행하고 그 응답 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 지진하중 작용 시 발생하는 유체의 동수압력 및 지반과 구조물 간의 상호작용력을 유한요소 기법을 사용하여 산정한다. 이때, 반무한 지반에서의 에너지 방사를 고려하기 위해 mid-point integrated finite element와 점성 감쇠기를 사용하여 지반 원역의 거동을 모사한다. 이와 같이 산정된 동수압력과 지반-구조물 상호작용력을 구조물의 유한요소에 작용시킨다. 자유장 해석을 통하여 입사 지진파에 의한 유효 지진력을 산정한다. 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 통하여 지반-구조물 상호작용의 효과로 인해 시스템 응답의 변화가 다양하게 나타남을 확인할 수 있다. 그러므로, 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 내진설계를 수행하거나 내진성능을 검토할 때는 유체-구조물-지반 상호작용을 엄밀히 고려하여야 할 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.31-40
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• 2023

본 연구는 고밀도 지진 관측망 구축 시 지표 가속도 측정 및 조기경보 활용을 위한 효율적 관측소 설치 방법을 수립하기 위하여 테스트베드에 지표, 1m, 2m, 9m 깊이의 임시관측소를 설치하여 상시 잡음, 인공 가진 신호 및 지진 계측 자료의 깊이별 변화를 분석하였다. 연구대상지의 상시 잡음 분석 결과 1s 이하의 단주기 영역은 주변의 인위적 잡음이 우세하였으며, 1s 이상 장주기 영역은 풍속의 변동과 큰 상관성을 보였다. 2차원 지진계 배열을 통한 상시 잡음 진동수-파수(FK) 분석 결과 단주기 상시 잡음은 표면파 보다는 주로 체적파의 형태로 유입되는 것으로 추정된다. 잡음 수준 분석 결과 9m 이하에서는 낮은 수준의 상시 잡음이 관측되었으나, 지표, 1m, 2m 지진계에서는 토사층의 동적 거동에 의해 T < 0.1s에서 잡음의 증폭이 발생하는 것을 확인하였다. 인공 가진실험 및 괴산지진 계측 자료 분석 결과 전반적으로 깊이가 깊어질수록 신호의 크기가 감소함을 확인하였으며, 스펙트럼비 및 응답스펙트럼 분석 결과 지표와 1m에서 3m 깊이 토사층의 고유진동수에 해당하는 20Hz(T=0.05s) 대역의 지반운동이 크게 증폭되는 것으로 나타났다. 본 연구 결과 상시미동과 가진실험을 통해 대상구간의 관측환경을 조사하여 지진계 설치 방법 및 깊이 선정시 활용할 수 있는 것으로 나타났으며, 향후 다수의 지역에서 다양한 환경을 고려한 연구가 진행된다면 관측소 설치 깊이, 설치방법, 환경 조사방법에 대한 가이드라인을 제시하는데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제19권4호
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• pp.509-515
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• 2009

1999년 경상북도 경주 인근에서 지역규모($M_L$) 3.0 이상의 지진이 3차례(4월 24일, 6월 2일, 9월 12일)에 걸쳐 발생하였다. 진앙의 위치를 재결정한 결과 이 지진들의 진앙 사이 거리는 반경 1 km 내에 포함된다. 파형역산을 수행하여 6월 2일 지진의 발진기구를 분석하였으며, 나머지 지진들은 P파와 S파의 초동극성 및 진폭비를 이용하여 발진기구를 분석하였다. 6월 2일 및 9월 12일 지진은 단층면해가 서로 비슷하고, 4월 24일 지진은 상기 지진들의 단층면해를 포함하나 그 분포 범위가 상대적으로 넓다. 이 지진들의 발진기구는 공통적으로 약간의 정단층 성분을 포함한 주향이동단층의 특성을 보이며, P축의 방향은 동북동-서남서 방향으로 한반도 주응력 방향에 대한 이전 연구결과와 부합한다. 진앙 사이의 거리, 지진파형의 유사성, 지진들을 공통으로 기록한 지진관측소 지진자료 극성의 동일성, 발진기구의 유사성 등을 고려했을 때, 이 지진들은 동일한 단층에서 발생했을 것으로 1999년 경상북도 경주 인근에서 지역규모($M_L$) 3.0 이상의 지진이 3차례(4월 24일, 6월 2일, 9월 12일)에 걸쳐 발생하였다. 진앙의 위치를 재결정한 결과 이 지진들의 진앙 사이 거리는 반경 1 km 내에 포함된다. 파형역산을 수행하여 6월 2일 지진의 발진기구를 분석하였으며, 나머지 지진들은 P파와 S파의 초동극성 및 진폭비를 이용하여 발진기구를 분석하였다. 6월 2일 및 9월 12일 지진은 단층면해가 서로 비슷하고, 4월 24일 지진은 상기 지진들의 단층면해를 포함하나 그 분포 범위가 상대적으로 넓다. 이 지진들의 발진기구는 공통적으로 약간의 정단층 성분을 포함한 주향이동단층의 특성을 보이며, P축의 방향은 동북동-서남서 방향으로 한반도 주응력 방향에 대한 이전 연구결과와 부합한다. 진앙 사이의 거리, 지진파형의 유사성, 지진들을 공통으로 기록한 지진관측소 지진자료 극성의 동일성, 발진기구의 유사성 등을 고려했을 때, 이 지진들은 동일한 단층에서 발생했을 것으로 추정된다. 파형역산을 수행한 결과 6월 2일 지진의 지진모멘트는 $3.9\;{\times}\;10^{14}N{\cdot}m$로 계산되었으며, 이 값은 모멘트규모 3.7에 해당한다. 스펙트럼 분석을 통해 계산된 모멘트규모는 3.8로, 파형역산에 의한 모멘트규모와 비슷하다. 평균 응력강하는 7.5 MPa로 추정되었다. 3개 지진들을 공통으로 기록한 단일 지진관측소의 스펙트럼을 서로 비교한 결과 4월 24일 및 9월 12일 지진의 모멘트규모는 각각 3.2, 3.4로 추정되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권1호
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• pp.34-40
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• 2008

수중 탄성파 굴절법 탐사는 최신 해석 방법들과 함께 호주 연안지역의 천부해양탐사와 지질공학적인 조사에 중요한 기여를 하고 있다. 일련의 사례연구들은 호주의 다양한 지역에서 도하(river crossing)나 항구 기반시설 사업들에 적용된 연속적이고 정적인(static) USR 방법들의 최근 응용들을 보여주고 있다. 시드니에서 수행된 바닥에 설치하는 수신기를 이용한 정적인 USR과 시추공 탄성파 영상은 Land Cove강을 가로지르는 터널공사의 위험을 줄일 수 있는 개선된 지질공학적인 모델들을 개발하는데 도움이 되었다. 멜버른에서는 일반적인 부머(boomer)를 이용한 반사법탐사와 송신원, 수신기를 바닥 근처에 설치한 연속적인 USR의 결과를 결합하여 지하의 다양하게 풍화된 현무암 흐름(flow)에 대해 더 잘 알 수 있었으며, Geelong 항구에서 항로 개선을 위한 준설작업 평가에 도움을 주었다. 연속적인 USR과 넓은 간격을 가지고 설치된 시추공의 정보에 의한 모래(sand)의 품질 평가는 Brisbane 항구의 간척 개발에 이용 가능한 모래 자원의 상업적 결정을 내리는데 도움이 되었다. 호주 연안의 퇴적층에는 낮은 속도의 매질 안에 수평 방향으로 발달이 제한되고, 높은 속도를 가진 덮개층(cap layer)의 특성을 가진 땅속에 묻혀있는 산호초(reef)와 단단한 층들이 존재한다 만약 이러한 특징들을 인식하지 않으면 깊은 곳에 존재하는 굴절면의 심도 결정에 큰 오차를 가져 올 수 있다. Fremantal 부근 앞바다의 제안된 파이프 라인 루트를 따라 얻은 연속적인 USR 자료에 파면 eikonal 토모그라피를 이용한 진보된 굴절파탐사 역산을 적용한 결과 이들 층들과 그 밑에 존재하는 기반암의 굴절면이 정확하게 영상화되었다. 정적인 USR과 위와 동일한 해석 방법이 깊은 Piling을 필요로 하는 새로운 정박 장소로 제안된 서부 호주의 북쪽 지역에서 물속의 퇴적층과 경화층들 밑에 존재하는 화강암 표토를 영상화하는데 사용되었다. 이 결과를 통해 piling을 위해 좀 더 좋은 지역들을 발견할 수 있었으며 전체적인 파일(pile) 길이를 줄일 수 있었다. USR은 경제 성장이 지속되고 더 나은 해석법들의 개발됨에 따라 호주 연안 지역의 천부해양탐사나 지반조사에 많이 쓰일 것으로 예상된다.

• 자원환경지질
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• 제48권1호
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• pp.25-39
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• 2015

$CO_2$ 지중저장은 국가 온실가스 감축 목표 달성에 가장 큰 역할을 담당할 것으로 평가되고 있으나, 포집분야 일부 기술을 제외하고 저장 및 실증에 대한 국내 연구는 여전히 부족한 실정이다. CCS(Carbon Capture and Storage)의 가장 큰 목표는 지하 퇴적 암반층에 $CO_2$를 안전하게 저장하는 것이며, 이를 위해서는 저장소의 저장용량 및 안정성등과 같은 지중저장 대상지층의 특성을 정확하게 파악하고 그에 맞는 주입 전략을 수립하여야 한다. 이번 연구에서는 한국석유공사가 2012년에 울릉분지에서 취득한 탄성파 탐사자료를 활용하여 $CO_2$ 저장 후보 지층에 대한 탄성파 임피던스 역산을 수행하고, 공극률의 분포와 지층의 속성을 도출하여 $CO_2$ 지중저장 가능성을 검토하였다. 우선, 탄성파 자료 역산의 신뢰도를 높이기 위해 다양한 방법의 잡음제거 기법을 적용하였고, 특히 본 자료의 주파수 및 위상 특성을 그대로 유지한 채 다중반사파를 제거할 수 있는 SWD(Shallow Water Demultiple), SRME(Surface Related Multiple Elimination), Radon Demultiple 기술을 활용하였다. 자료 역산을 위해 3개의 시추공에 대한 물리검층 자료를 분석하였는데, 탄성파 자료와의 상관도가 각각 0.648, 0.574, 0.342로 나타났으며 이는 초기 역산 모델 설정을 위한 저주파수 모델 생성에 활용하였다. 중합 전 역산을 통해 P-임피던스, S-임피던스 및 Vp/Vs 비 값을 도출하였으며, 이와 물리검층 결과의 비교, 분석을 통해 공극률 분포 양상을 확인함으로써 지중저장에 적합한 지층을 파악할 수 있었다. 향후 $CO_2$ 주입 실증을 위해서는 지층에 대한 보다 세밀한 특성 분석과 모사를 통한 주입 이후 $CO_2$ 거동예측이 필요할 것이다.