• 한국지구과학회지
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• 제25권8호
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• pp.774-783
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• 2004

다중채널 탄성파 자료를 이용하여 낙동강 하구 삼각주 지역 연약지반의 지반 특성을 구하기 위하여 S파 속도와 Q$s^{-1}$ 구조를 구하고 이를 시추조사 결과와 비교하였다. 다중채널 신호의 분산곡선을 역산하여 S파 속도구조를 구하고 감쇠지수(attenuation coefficient)를 구하였다. 다중채널 신호 중 음원에서 가장 가까운 신호를 기준 신호로 정하고 10 Hz에서 45 Hz 사이의 주파수에 대하여 거리에 따라 기준 신호에 대한 진폭의 비가 감소하는 정도를 나타내는 기울기를 구하여 감쇠지수를 결정하였다. 이 감쇠지수를 역산하여 지반 최상부 8 m 층의 S파 속도와 함께 Q$s^{-1}$를 구하였다. 이 지역의 시추조사에 의하면 이 지역의 지층은 크게 상부 4 m 실트질 모래층과 하부 4 m 실트질 점토층으로 나누어진다. 표면파 역산에 의해 구해진 S파 속도와Q$s^{-1}$를 시추조사 결과와 비교해보면, 상부 실트질 모래층에서 S파 속도의 공간적 해상도는 약 80m/sec로 하부 실트질 점토층의 속도 40m/sec보다 상대적으로 높은 값을 보인다. 각 층에서 S파 속도의 공간적 해상도는 뚜렷하다. Q$s^{-1}$의 공간구조는 상부 실트질 모래층에서 약 0.02를 보이고 하부 실트질 점토층에서 0.03으로 증가하는 양상을 보인다. Q$s^{-1}$의 공간적 해상도는 상부 약 5 m 구간에서는 양호하나 그 보다 깊은 곳에서는 공간적 해상도가 아주 낮아지는 것을 볼 수 있다. 이 조사지역에서는 실트질 모래층에서 실트질 점토층보다 높은 S파 속도가 나타나고 낮은 Q$s^{-1}$ 값을 보인다. 그러나, 지반의 S파 속도와 Q$s^{-1}$를 결정하는 다른 많은 요인들이 있으므로 이를 일반화하기 위해서는 연약지반의 S파 속도와Q$s^{-1}$에 관한 자료와 연구가 집적되어야 할 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권4호
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• pp.304-315
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• 2006

지표 천부 불포화대의 특성화에서 중요한 토양수분함량의 측정을 위한 GPR 탐사에서 지중 직접파 측정 자료의 f-k 분석을 이용한 레이다파 속도 측정법의 응용성을 검토하였다. 상부 토양이 하부에 비하여 건조한 경우에는 f-k 스펙트럼 상에서 대부분의 에너지가 공기층과 건조 토양의 속도로 이루어지는 영역 내에 존재하며, 고주파수 자료를 이용하여 비교적 정확하게 상부층의 속도를 획득할 수 있었다. 이에 비하여 천부 토양층이 하부에 비하여 수분 함유량이 높은 조건하에서는 대부분의 에너지가 건조토양과 습윤토양의 속도로 형성되는 영역 내에 분포하고 있으며, 특히 이 경우 레이다파는 습윤 토양층을 통하여 비손실성으로 전파하는 레이다파의 분산성 가이드 현상을 나타내었다. 이와 같은 가이드 현상은 모드 전파이론으로 설명되며, 이 연구에서는 이를 이용하여 2층 층서구조의 각 층의 유전율과 층의 두께를 정확히 계산할 수 있는 역산 알고리듬을 개발하였다. FDTD 수치모델링 자료에 f-k 분석을 적용하여 속도분산곡선을 획득하고 이 자료에 개발된 역산 알고림듬을 적용함으로써 두층의 유전율과 두께를 정확하게 계산할 수 있었으며, 특히 역산 시 고차 모드를 포함함으로써 그 정확도를 향상시킬 수 있었다. 향후 비슷한 조건을 가지는 현장에 개발된 알고리듬을 적용하여 정량적인 전기적 물성을 획득할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.5-17
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• 2009

HWAW 기법은 시간-주파수 해석을 통해 신호/잡음비가 최대가 되는 부분을 이용하여 실험 분산곡선을 획득하고 full wavefield를 고려하는 정모델링 기법을 통해 역산을 수행한다. 따라서 다른 표면파 기법에 비해 짧은 측선 설정이 가능하며 2차원 전단파 속도 분포를 도출하기에 유리하다. 수평층 가정이 성립되지 않는 지반에서의 HWAW 기법 적용성을 평가하기 위해서 수치해석 검증 연구를 수행하였다. HWAW 기법을 통해 각 거 리별로 획득한 실험 분산곡선들은 전반적으로 full wavefield를 고려한 이론 분산곡선과 유사한 형태를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 경사면 반사파에 의한 분산곡선의 왜곡현상은 적절한 감지기 간격 조절을 통해 줄여줄 수 있음을 확인할 수 있었다. 도출된 실험 분산곡선은 가진 원으로부터 감지기까지의 영역보다는 감지기 사이 영역에 주되게 영향을 받는 것으로 나타났다. 이로써 HWAW 기법으로 합리적인 전단파 속도 분포의 도출이 가능한 것으로 판단되었으며 고찰한 결과를 바탕으로 실제 현장에서 지반 영상화를 시도하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.5-17
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• 2007

기존의 표면파 기법들은 근거리장 효과를 피하기 위하여 적절한 실험 방법 및 필터 기준을 제시하고 있다. HWAW 기법은 다른 표면파와는 다르게 이러한 근거리장 영역에서의 파의 거동을 적극적으로 활용하여 지반의 전단파 속도 주상도를 도출한다. 에너지가 작은 저주파 신호를 시간-주파수 해석을 통해 획득하며 체적파의 영향을 고려한 단일 배열 역산을 통해 가능하다. 이러한 사항을 검증하기 위해서 근거리장에서의 탄성파의 전파 형상을 수치해석을 통하여 모사하였으며 다양한 지반 형태를 대표하기 위해 5개의 지반모델을 구성하였다. 수치모델링을 통해 획득한 시간영역 신호를 이용하여 HWAW 기법으로 실험분산곡선을 도출하였다. 도출된 실험 분산곡선과 3차원 정모델링(Kausel의 방법)을 통해 계산된 이론 분산곡선의 형상이 각 위치에서 저의 일치하였다. 그러므로 HWAW 기법을 수행하는데 있어 근거리장 영역이 포함된 실험 분산곡선을 획득하여도 Kausel의 방법을 이용하여 역산을 수행할 경우 신뢰성 있는 지반의 전단파 속도를 도출하는 것이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.338-345
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• 2005

Recently, surface-wave methods have been widely used for site investigation due to economic advantage and improved reliability. Specially, the Spectral-Analysis-of-Surface-Wave (SASW) method has been used to evaluate soil properties in geotechnical engineering. In determination of subgrade stiffness by SASW measurements, only the vertical Rayleigh waves have been used. This study proposed a framework to determine shear-wave velocity profiles by using vertical and horizontal Rayleigh waves and Love wave all together. In addition, the Common-Array-Profiling(CAP) SASW method was employed, which subgrade stiffness of profile the local material under two fixed receivers. The procedure proposed in this study was verified by comparing the shear-wave velocity profiles with the shear-wave velocity profiles of downhole testing at two geotechnical sites.

• 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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• 제22권12호
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• pp.15-24
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• 2006

공학적 물성치로서의 저변형율에서의 전단탄성계수의 결정은 다양한 토목분야에서 매우 중요하다. 이러한 지반의 전단 파탄성계수 주상도는 비파괴 탄성파 실험을 통하여 결정될 수 있다. 비파괴 탄성파 실험은 대상지반의 분산곡선을 결정하고, 결정된 분산곡선에 대한 역산을 수행하여 대상지반의 전단파탄성계수 주상도를 결정한다. 이러한 비파괴 탄성파 실험은 결정되는 분산곡선의 종류에 따라 크게 두가지로 구분할 수 있다. 첫번째는 겉보기 속도 분산곡선을 사용하는 방법과, 두번째는 모드 분산곡선을 사용하는 방법이다. 모드 분산곡선을 결정, 역산에 사용하는 방법의 경우, 계산 시간의 감소와 역산의 모호성을 감소시킬 수 있다. 모드 분산곡선을 결정하기 위해서는 다수의 감지기를 사용하는 다채널 표면파 실험을 통해서만 가능하다. 이러한 다수 감지기의 필요성은 현장에서의 실제 적용에 있어 실용성을 떨어뜨릴 수 있다. 본 논문에서는 HWAW방법을 표면파 모드 분해 및 모드 분산곡선 결정에 적용하였다. 제안된 방법은 $1{\sim}3m$의 감지기 간격을 가지는 2개의 감지기를 사용하는 짧은 실험구성을 사용하여 대상지반의 모드 분산곡선을 결정한다. 제안된 방법을 검증하기 위하여 수치 모의 실험과 현장실험을 수행하였으며, 이를 통하여 제안된 방법의 타당성을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권12호
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• pp.67-76
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• 2006

준설 매립된 연약지반이나 해성 점토의 전단강성 평가는 시료 교란의 영향으로 많은 어려움이 있다. 본 연구는 기존의 현장 전단파 시험들의 몇가지 제약 조건을 극복한 새로운 현장 전단파 시험 장치를 개발하고 적용성에 대하여 기술한 것이다. 장치 설계 고려사항은 교란효과, 트랜서듀서 간의 전기적 간섭, 케이블 사이의 전자기 커플링, 자체음향 차단, 전단파의 이동 간격 유지, 트랜서듀서의 회전, 프레임(frame)을 통한 파의 직접적 전달, 그리고 트랜서듀서와 케이블의 보호를 포함한다. 이들 고려사항은 현장과 실내실험을 통하여 지속적으로 개선되었다. 현장 전단파 속도는, 어떠한 역산기법 없이, 전단파의 이동거리와 이동시간으로부터 직접 계산되었다 개발된 현장 전단파 프로브는 깊이 30m까지 적용되었다. 실험결과 현장 전단파 프로브를 이용하여 모래와 점토지반에서 매우 세밀한 전단파 프로파일을 산정할 수 있었다. 또한 실험부지에서 수행된 콘관입실험결과와도 좋은 상관관계를 나타내었다. 본 논문에서 제시된 현장 전단파 프로브는 연약지반의 동적 특성 평가를 위한 현장 전단파 속도 측정에 매우 효과적인 장치임 보여준다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.157-157
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• 2017

To minimize the damage by wild birds and acquire the benefits such as protection against weeds and maintenance of water content in soil, the mulching black color vinyl after seeding should be carried out. Non-contact and non-destructive methods that can continuously determine the locations are necessary. In this study, a crop position detection method was studied that uses infrared thermal image sensor to determine the cotyledon position under vinyl mulch. The moving system for acquiring image arrays has been developed for continuously detecting crop locations under plastic mulching on the field. A sliding mechanical device was developed to move the sensor, which were arranged in the form of a linear array, perpendicular to the array using a micro-controller integrated with a stepping motor. The experiments were conducted while moving 4.00 cm/s speed of the IR sensor by the rotational speed of the stepping motor based on a digital pulse width modulation signal from the micro-controller. The acquired images were calibrated with the spatial image correlation. The collected data were processed using moving averaging on interpolation to determine the frame where the variance was the smallest in resolution units of 1.02 cm. Non-linear integral interpolation was one of method for analyzing the frequency using the normalization image and then arbitrarily increasing the limited data value of $16{\times}4pixels$ in one frame. It was a method to relatively reduce the size of overlapping pixels by arbitrarily increasing the limited data value. The splitted frames into 0.1 units instead of 1 pixel can propose more than 10 times more accurate and original method than the existing correction method. The non-integral calibration method was conducted by applying the subdivision method to the pixels to find the optimal correction resolution based on the first reversed frequency. In order to find a correct resolution, the expected location of the first crop was indicated on near pixel 4 in the inversion frequency. For the most optimized resolution, the pixel was divided by 0.4 pixel instead of one pixel to find out where the lowest frequency exists.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권10호
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• pp.19-31
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• 2014

원심모형실험 중 지반모형의 상태 변화를 입체적으로 파악하기 위한 방법으로 전기비저항 탐사를 시도하였다. 탐사 시스템은 현장에서 널리 사용되는 검증된 상용 장비를 바탕으로 하였다. 컴퓨터 원격 조정으로 실험 시설 내에 설치된 탐사 장비를 통제하고 실시간 해석을 통해 결과 영상을 원심 모형실험 중에 바로 확인할 수 있도록 구성하였다. 구축된 탐사 시스템의 안정적 구동 여부를 점검하기 위해 불포화상태로 조성된 모형 지반 상단에 염수를 떨어뜨려 지반 내부로 이동하게 하고 전기비저항 탐사를 수행하였다. 10g로 원심력을 가한 상태에서 실험을 수행하고 시간대별 염수 침투상황을 전기비저항 영상으로 확인하였으며 일반 중력장에서 동일하게 실험한 결과와 비교하였다. 실험 종료 뒤 모형지반 수직 절단면을 이용하여 직접 측정한 전기비저항 값과 획득한 영상을 비교함으로써 신뢰성을 검증하였다.