• 지구물리와물리탐사
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• 제7권1호
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• pp.14-18
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• 2004

High levels of ambient noise and safety factors often limit the use of 'active-source' seismic methods for geotechnical investigations in urban environments. As an alternative, shear-wave velocity-depth profiles can be obtained by treating the background microtremor wave field as a stochastic process, rather than adopting the traditional approach of calculating velocity based on ray path geometry from a known source. A recent field test in Melbourne demonstrates the ability of the microtremor method, using only Rayleigh waves, to resolve a velocity inversion resulting from the presence of a hard, 12 m thick basalt flow overlying 25 m of softer alluvial sediments and weathered mudstone. Normally the presence of the weaker underlying sediments would lead to an ambiguous or incorrect interpretation with conventional seismic refraction methods. However, this layer of sediments is resolved by the microtremor method, and its inclusion is required in one-dimensional layered-earth modelling in order to reproduce the Rayleigh-wave coherency spectra computed from observed seismic noise records. Nearby borehole data provided both a guide for interpretation and a confirmation of the usefulness of the passive Rayleigh-wave microtremor method. Sensitivity analyses of resolvable modelling parameters demonstrate that estimates of shear velocities and layer thicknesses are accurate to within approximately $10\%\;to\;20\%$ using the spatial autocorrelation (SPAC) technique. Improved accuracy can be obtained by constraining shear velocities and/or layer thicknesses using independent site knowledge. Although there exists potential for ambiguity due to velocity-thickness equivalence, the microtremor method has significant potential as a site investigation tool in situations where the use of traditional seismic methods is limited.

• 지구물리
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• 제3권1호
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• pp.57-66
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• 2000

울산단층의 구조와 위치는 한반도 동남부의 지각 진화 해석에 중요한 역할을 한다. 울산단층을 피복하고 있는 충적층의 두께와 충적층 하부의 단층 수반 파쇄대를 조사하고 가능하다면 주단층의 정확한 위치를 파악하기 위하여 굴절법 탄성파탐사와 쌍극자 전기비저항탐사를 수행하고 분석하였으며, 이들 결과와 함께 이 지역에서 독립적으로 수행된 타연구의 반사법 탄성파탐사 결과를 도입하여 종합적인 해석을 하였다. 전기비저항탐사에서 동천 동쪽에서의 탐사선에서는 단층으로 사료되는 비저항 이상대가 발견되지 않았으나, 동천 서족 탐사선에는 잘 발달된 연속적인 낮은 비저항이상대를 발견하였다. 이는 울산단층의 주단층은 동천이나 동천 서쪽에 위치하는 것을 시사한다. 동천 동쪽 탐사선에서 실시한 굴절법 탄성파탐사에서는 기반암과 충적층의 경계 및 지하수면으로 사료되는 두 굴절면을 발견하였으며, 충적층의 두께는 약 30 m정도로 해석되었다. 결과해석의 신뢰도를 높이기 위하여 본 조사와 별도로 실시된 반사법 탄성파 자료를 참고한 결과 반사법 탄성파 탐사에서 발견된 많은 단층대가 굴절법탐사나 비저항탐사에서는 나타나지 않았다. 낮은 비저항 이상은 파쇄대를 따른 함수량의 영향보다는 점토의 영향에 밀접한 관련이 있는 것으로 가정할 때 고원인은 설명되나, 굴절법탐사나 비저항탐사의 해상도와 관련이 있을 수 있다. 정확한 원인구명을 위해서는 정밀한 연구가 필요하다. 일반적으로 전기비저항 탐사는 단층위치 파악에 유용한 지구물리학적 탐사법으로 알려져 있으나 본 조사에서는 반사법 탄성파 탐사에 비해 그 효과가 뚜렷하지 못하였다. 쌍극자 전기비저항탐사에서 해상도를 유지하면서 가탐심도를 증가시키기 위해서는 전개수를 늘려야 한다. 그러나 배경잡음 때문에 한계점을 가지는데, 본 조사에서 측정치의 통계학적 성질을 볼 때 조사지역에서의 측정치가 전개수 16까지는 충분한 의미를 가짐을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권10호
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• pp.49-60
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• 2022

지상공간의 건설부지 부족 현상으로 인한 도심지 지하화가 진행되고 있으며, 이에 따른 건설부지의 정확한 지반특성 평가가 요구되고 있다. 본 논문에서는 지하공간을 활용한 복합플랜트 후보부지에 대한 지반특성 파악하고자 시추조사와 다양한 물리탐사 방법 중 지표 탐사인 탄성파 굴절법 탐사와 전기비저항 탐사를 수행하였다. 시추조사는 BH-1 ~ BH-9까지 총 9개 시추공에서 수행하였으며, 일정한 간격을 유지하여 각 공에서의 지하수위 및 지질구조의 수직분포 등에 대한 정보를 획득하였다. 탄성파 굴절법 탐사에서 각 지층의 구간별 속도 및 지층 두께를 측정하였으며, 전기비저항 탐사는 쌍극자 배열법을 이용하여 지층의 전기비저항 분포를 파악하였다. 시추조사 결과를 종합하여 대상지반의 토사층 분류 및 기반암선을 파악하였으며, 물리탐사 결과를 통해 파쇄대와 같은 이상대를 평가하였다. 본 논문은 시추조사와 물리탐사 기법을 활용하여 지하복합 플랜트 후보부지에 대한 지반특성 파악하였고, 향후 시추조사와 물리탐사를 병행하는 지반조사에 참고 자료로 쓰일 수 잇다는 점에서 의의가 있다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.17-22
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• 2006

Shear modulus is directly linked to material's stiffness and is one of the most critical engineering parameters. Seismically, shear-wave velocity (Vs) is its best indicator. Although methods like refraction, down-hole, and cross-hole shear-wave surveys can be used, they are generally known to be tougher than any other seismic methods in field operation, data analysis, and overall cost. On the other hand, surface waves, commonly known as ground roll, are always generated in all seismic surveys with the strongest energy, and their propagation velocities are mainly determined by Vs of the medium. Furthermore, sampling depth of a particular frequency component of surface waves is in direct proportion to its wavelength and this property makes the surface wave velocity frequency dependent, i.e., dispersive. The multichannel analysis of surface waves (MASW) method tries to utilize this dispersion property of surface waves for the purpose of Vs profiling in 1-D (depth) or 2-D (depth and surface location) format. The active MASW method generates surface waves actively by using an impact source like sledgehammer, whereas the passive method utilizes those generated passively by cultural (e.g., traffic) or natural (e.g., thunder and tidal motion) activities. Investigation depth is usually shallower than 30 m with the active method, whereas it can reach a few hundred meters with the passive method. Overall procedures with both methods are briefly described.

• 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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• 제4권2호
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• pp.113-120
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• 2001

이산 웨이브릿 변환은 탄성파 신호를 분석하고 파의 성분을 구분하는 도구로 사용이 가능하다. 이산 웨이브릿 변환은 푸리에 변환에 비해 신호의 변화 시점을 인식할 수 있는 장점을 지닌다. 본 연구에서는 탄성파 신호에 이산 웨이프릿 변환을 적용하여 초동과 S파 등 파의 구성 성분을 인지하고 주시를 결정하는 방법을 제시하였다. 정확한 지층 속도의 결정은 정확한 주시 결정에서 비롯되며, 이는 탄성파 속도분석, 굴절법 탐사, 탄성파 토모그래피, 다운홀 탐사, 크로스홀 탐사, 음파 검층 등 탄성파를 활용하는 각종 지구물리탐사 분야에 있어서 해석에 대한 신뢰도를 크게 증진시킬 수 있다. 잡음이 있는 경우와 없는 경우의 인공합성 탄성파 신호에 대한 P파와 S파의 주시 결정을 시도한 결과, 잡음이 많은 탄성파 신호에도 본 알고리즘이 적용 가능함을 확인할 수 있었다. 잡음이 많이 포함된 현장 자료에서도 초동을 정확하게 결정할 수 있었다

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.7-17
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• 2005

천부 탄성파 굴절법 탐사를 이용하여 굴절이 발생하는 지층의 속도를 산출하는 것은 ill-posed 문제이다. 계산된 시간 변수들에서의 작은 변화들이 이로부터 산출된 속도들에 커다란 수평적 변화를 가져올 수 있으며 이는 종종 역산 알고리듬의 인위적인 오차를 유발한다. 이러한 인위적인 오차들은 모델링을 통해 인지되거나 보정되지 않는다. 그러므로 만약 모델에 근거한 역산을 통해 정밀한 지하 굴절 모델을 얻고자 한다면 정확한 초기 모델이 필요하다. 탄성파속도에서 인위적인 오차의 원인은 일반적으로 불규칙한 굴절면에 있다. 대부분의 경우에 GRM 방법을 이용하면 불규칙한 굴절면을 다룰 수 있고 굴절면의 정밀한 초기 모델을 만들 수 있다. 하지만 지표에 매우 가까운 극천부 지역 또한 불규칙하다면 GRM 방법의 효능은 감소하고 풍화대 보정이 필요하다. 천부 불균질대에 대한 일반적인 보정방법들은 수평적 확장이 제한된 극천부지역의 불균질대의 경우 효과적이지 못하다. 이럴 경우 GRM 평활화 통계적 방법(Smoothing Statics Method; SSM)이 지층의 속도를 좀 더 정확하게 평가할 수 있는 간단하고 실용적인 방법이다. GRM SSM 방법은 제로 XY 값을 가지고 계산된 시간-심도값들로부터 실제 XY 값을 가지고 얻어진 시간-심도값들의 평균값을 빼줌으로써 평활화 정보정을 수행한다. 심도가 깊어질수록 시간-심도값들이 XY 값에 따라 크게 변하지 않으므로 이들의 평균값은 최적값과 훨씬 더 같아진다. 그러나 극천부의 불균질대에 대해 시간-심도값들은 XY 값들이 증가함에 따라 수평적으로 이동하고 평균화 과정을 통해 대폭 감소한다. 결과적으로, XY값들에 대해 평균화된 시간-심도단면도는 천부의 불균질대에 대한 보정에 효과적이다. 또한 제로 XY 값을 가지고 계산된 시간-심도값들은 천부 불균질대의 영향과 대상 굴절면에 대한 시간-심도값들의 합으로 주어지므로 그들의 차는 정보정을 위해 주시로부터 빼주어야 할 대략적인 값들을 제공한다. GRM SSM 방법은 결정론적인 풍화대에 대한 보정법이라기 보다는 평활화 과정이다. 이 방법은 수평적으로 확장이 매우 제한된 천부 불균질대에 대해 가장 효과적이다. 모델과 현장 적용 결과들을 통해 GRM SSM 방법을 이용하여 불규칙한 굴절면을 가진 지층들에 대해 좀 더 신뢰할 수 있는 정밀한 탄성파 속도를 산출할 수 있음을 보여주고 있다.

• 터널과지하공간
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• 제9권2호
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• pp.158-167
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• 1999

주관적이고 정성적인 암판정 방법들 때문에 굴착될 토충과암석의 물량과 이에 따른 굴착비용 산정시에 일반적으로 어려움이 많다. 그러므로 본 논문은 굴착 목적에서 서울 화강암에 대하여 객관적이고 정량적이고 쉽게 적용될 수 있는 암반판정 방법들을 제시한다. 슈미트해머와 점하중강도 시험들은 서울 화강암의 암석에 대한 일축압축강도를 정량적으로 추정하기 위한 신뢰도가 높고 손쉽게 수행할 수 있는 방법들로서 입중되었다. 또한 지표면에서 약 12m 깊이인 천부지역의 화강암 암반상태를 확인하기 위하여, 지반조건을 직접 관찰할 수 있는 수직 절취사면의 최상부에서 현장 탄성파탐사 방법이 사용되었다. 이로서 현장 탄성파탐사로서 암반 상태 및 깊이를 판단하는 신뢰성을 확인할 수 있었는데 매우 정확한 1 m의 오차만 있었다. 그러므로 비교적 천부인 서을 화강암 암반의 굴착난이도 상태를 판단하기 위하여 현장에서 절취사면에 대한 정밀 지반조사방법은 매우 유용하고 경제적인 방법으로서 고려될 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제43권6호
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• pp.615-623
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• 2010

굴절법 탄성파탐사는 직접파와 임계굴절파를 이용하여 지하의 속도구조를 파악하는 지구물리탐사방법이다. GRM은 해석기법 중의 하나로서 수개의 정방향 및 역방향 발파의 주행시간을 이용하여 경사면은 물론 저속도층이나 얇은 층과 같은 숨은 층 하부에 대한 정보까지 제공한다. 이 연구에서는 5~7점 발파가 수행된 후 실내 자료처리 작업이 진행되는 일발적인 조사와 달리, 신축부지의 터파기 과정 및 시추자료에서 해석된 풍화대/기반암의 2층 구조를 대상으로 현장에서 간단히 양단발파 자료만을 가지고 엑셀 기반의 GRM을 적용시켜 풍화대와 기반암의 경계면을 신속히 파악할 수 있는지 살펴보았다. 이 방법의 적용효과와 계산의 신뢰도를 확인하기 위해 정사각과 속도대비 변화에 따른 각 모형에 대한 적용성을 검토한 결과 각각 최대 약 $30^{\circ}C$의 경사와 최대 0.6의 속도대비가 되는 경계면을 해석할 수 있는 것으로 나타났다. 청주화강암체에 대한 실제 현장탐사에서 해석된 기반암까지의 깊이는 시추자료 및 SPS 검층 자료에서 도출된 연암 상부의 표면과 잘 상관되었다. 실제 현장에서 기반암까지의 깊이를 간편한 엑셀-GRM을 이용하여 신속히 추정할 수 있다는 점에서 기반암의 깊이가 심하게 변하지 않은 좁은 지역에서의 풍화대 조사 및 이에 따른 저비용의 탐사설계에 일정한 역할을 할 것으로 보인다.

• 한국지구과학회지
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• 제27권4호
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• pp.425-432
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• 2006

본 논문에서는 노은 생활 폐기물 매립장의 사전 환경 영향 평가 단계에서 수행되었고 주로 기반암 깊이와 침출수 분포를 조사하기 위해 굴절법 토모그래피 방법이 수행되었다. 본 탐사 방법은 토목 분야와 환경 분야에 응용되어왔다. 굴절법 토모그래피 방법을 수행하기 위해 침출수의 예상 유동방향과 직각으로 추정되는 3개의 측선을 설정하여 적용하였다. 본 연구 지역인 노은 생활 폐기물 매립장은 개략적으로 3층 구조로 구성되어 있고 하류에서 상류 지역으로 갈수록 기반암까지 깊이가 점진적으로 얕아지고 특히 하류 지역에서는 부분적으로 침출수 등이 충진되어 있는 지층이 존재하고 있음이 확인되었다. 따라서 생활 폐기물 매립장 하부 지반의 침출수의 분포 뿐만 아니라 매립장 하부의전체적인 지반 구조를 분석하기 위해 굴절법 토모그래피 탐사가 효과적인 방법으로 확인되었다.