• 지구물리와물리탐사
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• 제12권1호
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• pp.99-104
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• 2009

본 연구에서는 천부 토양층의 2차원 불균질 S파 단면을 결정하기 위해 천부 굴절법 탐사로부터 얻은 SH파 자료에 대한 파형역산 기법을 제안한다. 2차원 매질에서 SH파의 전파를 모사하기 위해 2.5차원 파동 방정식을 사용한다. 합성탄성파를 계산하기 위해 공간축으로 4차, 시간축으로 2차 근사한 staggered grid 유한차분법을 사용하여 파동 방정식을 푼다. 계산된 파형과 측정 파형의 잔여오차로 정의되는 목적함수를 하이브리드 발견적 탐색기법에 의해 최소화한다. 2차원 지하구조 모형은 각기 다른 심도 경계면을 갖는 블록과 블록 내부의 S파 속도에 의해 매개화한다. 수치실험은 암영층파 불규칙한 경계를 갖는 모델에 대해 백색잡음을 추가한 합성 SH파 자료를 이용하여 수행하였다. 지표 굴절법 자료로부터 암영층을 포함한 구조를 적절한 계산시간 내에 영상화할 수 있었다

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권3호
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• pp.230-241
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• 2008

주변 잡음 자료를 이용한 부지 특성 규명 방법으로 삼각형 배열, 육각형 배열, 반원형 배열에 따른 표면파 분산곡선의 도출 특성을 파악하였고, 터키 이즈밋시의 인근 부지에 대한 부지특성을 살펴보기 위하여 주변 잡음 자료로부터 표면파 분산곡선과 H/V비를 도출하였다. 또한 MASW를 수행하여 고주파 분산곡선인 기본 모드와 1차 모드 분산곡선을 도출하였고 역산을 수행하여 S파 속도 구조를 구하였다. 표면파를 이용한 5파 속도 구조 규명에서는 역산시 비유일해의 문제가 발생하므로, MASW자료의 초동을 이용한 굴절법 토모그래피를 동시에 수행하여 얻어진 속도구조 비교를 통해서 유일해를 결정하였다.

• 한국음향학회지
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• 제32권4호
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• pp.308-316
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• 2013

2006년 여름 New Jersey 대륙붕 근해에서 일련의 해상실험(Shallow Water 2006, SW06)이 수행되었다. 이 때 수직선배열에서 계측된 근거리 chirp 신호(1100~2900 Hz)에서 직접도달파와 해수면 반사파의 강한 시변동이 관찰되었다. 본 논문은 시변동성이 있는 근거리 음향신호의 지음향학적 역산기법과 실험 데이터에 대한 역산결과를 제시한다. 불규칙한 해수면 반사파가 역산에 미치는 영향을 최소화하기 위해 수직선배열에서 음원의 위치로 직접도달 경로와 해저면 반사경로를 통해 역전파된 신호의 에너지로써 목적함수를 정의하였다. 또한 VFSR(Very Fast Simulated Reannealing) 최적화기법을 활용한 다단계 역산기법을 실험데이터에 적용하였다. 역산 결과 음원은 주기적인 수직운동을 한 것으로 파악되었고 그 주기는 수면파의 주기와 일치하였다. 해저면의 음속은 1645 m/s로 추정되었고 이는 동일 해역의 다른 연구결과와 유사한 것으로 파악되었다.

• 지구물리
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• 제8권2호
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• pp.67-74
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• 2005

SH파 굴절법 토모그래피와 표면파 분산자료 역산을 통하여 2차원 S파 속도단면을 각각 구하였고, 비교 목적으로 P파 속도단면도 함께 구하였다. P파와 표면파는 지표에 수직하게 타격하여 발생시켰으며, 100 Hz와 4.5 Hz 수직지오폰 24개로 각각 수신하였다. SH파는 50 kg 나무원목의 좌우를 타격하여 발생시켰고, 8 Hz 수평 지오폰으로 수신하였으며, 좌측타격에서 우측타격을 빼주어 SH파 신호를 강화하였다. 초동주시 토모그램과 표면파 분산곡선으로부터 역산과정을 거쳐서 구한 S파 속도단면을 비교한 결과, 두 단면의 전체적인 양상은 서로 비슷하지만, 표면파 역산으로 구한 S파 속도단면이 전반적으로 작은 값을 갖는 경향을 보인다. 잡음에 취약한 SH파는 P파 및 PS 변환파 도달 이후에 기록되어 초동선택이 어려운 문제가 있으며, 균질한 수평모델을 가정하는 표면파의 분산곡선 역산은 측방 변화가 심한 곳에서 지하구조를 정확히 밝히는데 한계가 있음을 보인다.

• 지구물리
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• 제5권3호
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• pp.233-245
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• 2002

이 연구에서는 표면파의 분산 특성을 지반 공학에 적용하여 비파괴 시험으로 강성도 프로파일(stiffness profile of shear)를 얻는 방법인 표면파 기법(SASW, spectral analysis of surface waves)의 효율적이고 경제적인 역산을 수행하기 위하여 해석적으로 자코비안을 도출하였다. 표면파 기법은 지하구조를 균질한 수평 층으로 가정하여 레일리 파의 파장 대 위상 속도 관계인 분산 곡선으로부터 레일리 파와 전단파 간의 속도 비례 관계를 이용하여 지하 천부의 전단파 속도 구조를 파악하는 방법이다. 해석적으로 자코비안 식을 유도하여 역산을 수행하므로서 수치적으로 자코비안을 구해 역산을 수행하는 방법에 비해 지하구조를 N개의 수평 층으로 나누었을 때 계산 시간을 2N 배 빠르게 역산을 수행할 수 있었다. 차분 전개를 통한 이론 분산 곡선 응답 반응 알고리즘으로 이론분산 곡선을 구한 후 해석적으로 도출한 자코비안을 이용하여 제한 조건을 가한 감쇠 최소 자승법을 이용하여 이론 모형에 대한 반응 양상을 검토, 고찰하여 타당성을 검증하였다. 물리적 특성을 직접 확인할 수 있었던 현장의 도로 포장체에 대해 적용하므로서 현장 적용 가능성을 확인하였다. 또한 표면파 기법의 응용으로 터널의 숏크리트 두께 및 배면의 전단파 주상도를 얻을 수 있었고 이로부터 터널의 건전성 평가를 내릴 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.384-391
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• 2005

Three dimensional finite difference elastic wave model was developed to estimate the feasibility of surface wave applications in geotechnical problems. The wave motions calculated by the developed program in this study shows good agreement with well known analytic solutions. The surface wave motions calculated from layered dam type structure can be interpreted as a infinite layer structure using dispersion curve but it is need a special source of which high energy in frequency band lower than 10 Hz to get information of physical properties in few tens meter deep. The source which has high energy in the low frequency band, however, can give defect on dam and this will make some limitation in real field applications. The dispersion curves calculated from the surface wave motion of homogeneous and center core type dam models will give rise to fatal errors if the conventional infinite layer structure used in their interpretation because the surrounding materials and boundaries of dam make some distortion in dispersion curve of surface wave. So it is strongly recommended to use three dimensional inversion model for correct interpretation and estimation of physical properties of dam materials.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제6권1호
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• pp.15-29
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• 2013

Phononic system composed of periodical elastic structures exhibit band gap phenomenon, and all elastic wave cannot propagate within the band gap. In this article, we consider one-dimensional binary materials which are periodically arranged as a 20-layered medium instead of infinite layered system for phononic system. The layered medium with finite dimension is subjected to a uniformly distributed sinusoidal loading at the upper surface, and the bottom surface is assumed to be traction free. The transient wave propagation in the 20-layered medium is analyzed by Laplace transform technique. The analytical solutions are presented in the transform domain and the numerical Laplace inversion (Durbin's formula) is performed to obtain the transient response in time domain. The numerical results show that when a sinusoidal loading with a specific frequency within band gap is applied, stress response will be significantly decayed if the receiver is away from the source. However, when a sinusoidal force with frequency is out of band gap, the attenuation of the stress response is not obvious as that in the band gap.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2009년도 학술대회 초록집
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• pp.127-127
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• 2009

• 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.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.69-79
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• 2008

터널 막장 전방의 암반 물성 변화의 예측은 터널 시공 시 붕괴를 막을 수 있는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 표면파에 대한 웨이블렛 변환을 이용한 모형 암반의 위상속도를 예측하는 비파괴 시험법을 제안함으로써 터널 막장 전방의 암반 물성 변화를 예측하고자 한다. 실내 실험에서는 암반을 모사하기 위하여 강도가 각각 틀린 두 층으로 이루어진 석고 모형을 사용하였다. 가진윈은 진동 발생 가능한 주파수 대역이 150 Hz에서 5 kHz인 액츄에이터를 사용하였으며, 감지기는 두 개의 가속도계가 사용되었다. 분산곡선을 계산하기 위하여 웨이블렛 변환 해석을 수행하였다. 실내 실험 결과, 근접장 효과를 없애기 위한 최소 감지기 간격이 탐측 가능 깊이의 3배 이상으로 나타났다. 정규 분포 곡선에 기초한 가중치를 이용한 간단한 역산을 제안하였고, 파장 반영계수가 0.2일 때 예측치와 실측치가 잘 일치하였다. 표면파의 전파 깊이는 파장의 $0.42{\sim}0.63$배로 나타났으며, 분산곡선에서 파장에 따라 위상속도가 변하는 구간이 역산을 통해 계산된 구간과 잘 일치하였다. 표면파에 대한 웨이블렛 변환을 이용한 위상속도의 예측은 기존의 표면파 시험법에 비해 실험 구성 및 실험 방법, 역산과정이 간단하므로 터널 막장 전방의 암반 물성 변화를 예측하는데 효율적인 적용이 가능할 것으로 판단된다.