• 지구물리와물리탐사
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• 제7권1호
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• pp.7-13
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• 2004

In this paper, we demonstrate that Common Mid-Point (CMP) cross-correlation gathers of multi-channel and multi-shot surface waves give accurate phase-velocity curves, and enable us to reconstruct two-dimensional (2D) velocity structures with high resolution. Data acquisition for CMP cross-correlation analysis is similar to acquisition for a 2D seismic reflection survey. Data processing seems similar to Common Depth-Point (CDP) analysis of 2D seismic reflection survey data, but differs in that the cross-correlation of the original waveform is calculated before making CMP gathers. Data processing in CMP cross-correlation analysis consists of the following four steps: First, cross-correlations are calculated for every pair of traces in each shot gather. Second, correlation traces having a common mid-point are gathered, and those traces that have equal spacing are stacked in the time domain. The resultant cross-correlation gathers resemble shot gathers and are referred to as CMP cross-correlation gathers. Third, a multi-channel analysis is applied to the CMP cross-correlation gathers for calculating phase velocities of surface waves. Finally, a 2D S-wave velocity profile is reconstructed through non-linear least squares inversion. Analyses of waveform data from numerical modelling and field observations indicate that the new method could greatly improve the accuracy and resolution of subsurface S-velocity structure, compared with conventional surface-wave methods.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권4호
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• pp.673-678
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• 1997

Stress wave propagations in an elastic half space to a normal point force of ramp type in time are analyzed. The governing equations are transformed by applying the Laplace and Hankel transforms with respect to time and radial distance. The inversion of Laplace transforms are performed by employing the Cagniard-de Hoop method, where the Rayleigh waves at surface are obtained by including the residue terms. The stress waves computed at the location very cose to the surface are shown to be almost identical to the surface waves obtained by the residue method except the Rayleigh wavefront. It is found that at the surface, the stresses are dominated by the Rayleigh waves, whose amplitudes increase linearly with time when time is very large. It is also found that in the interior part, the radial stress has a logarithmic singularity at the shear wavefront, while tangential stress shows no singularity.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권8호
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• pp.17-27
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• 2022

김해평야 퇴적층의 동적 특성을 결정하기 위해 6개의 위치에서 상시미동 수평-수직비(HVSR)법으로 지반 고유진동수(f₀)를 도출하고 High frequency f-k방법과 Modified Spatial Autocorrelation 방법을 적용하여 상시미동 기반 표면파 분석을 수행하였다. 레일리파 분산곡선과 지반 고유진동수를 바탕으로 역해석을 실시하여 전단파 속도 주상도를 도출하였다. 분석 결과에 의하면 김해평야 퇴적층 지역은 1hz 이상의 진동수 대역에서 상당한 규모의 지반운동 증폭이 예상된다. 천부 퇴적층은 대체로 200m/s 내외의 전단파 속도를 보이고 60m~100m 사이의 깊이에서 기반암이 존재할 것으로 추정되며, 다수의 위치에서 천부 퇴적층과 기반암 사이에 V_s=400m/s 가량의 하성 퇴적층이 존재하는 것으로 나타났다. 역해석 결과를 바탕으로 김해평야 퇴적층의 전단파 속도-깊이 모델을 도출하였으며, 본 연구에 따르면 김해평야 퇴적층 지역에서 내진설계일반(KDS 17 10 00)의 S6지반에 해당하는 위치의 면적은 상당할 것으로 예상된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2011년도 학술대회 및 정기총회
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• pp.137-142
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• 2011

• 지질공학
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• 제28권2호
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• pp.297-312
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• 2018

노후 제체의 안전진단 및 그라우팅 보강효과 판정을 위해 지자체와 관공서는 전기비저항탐사를 주로 활용하고 있으나, 전기비저항탐사는 다양한 탐사조건에 의해 비저항 값이 변하는 정성적 평가이다. 또한 제체의 안정성과 직결되는 강성변화(stiffness change)를 파악하기 어려워, 그라우팅 시공 후 지속적인 안정성 모니터링에는 그 적용성이 떨어진다. 이에 본 연구는 지반의 강성(${\mu}$)과 밀접한 관계가 있는 전단파속도(Vs, shear velocity)를 통해 시멘트 그라우팅 시공에 따른 제체의 정량적인 보강효과에 대한 검증방안을 연구하였고, 검증방안에 대한 적용성을 검토하였다. 본 연구는 2개소의 제체를 대상으로 수행되었으며, 시멘트 그라우팅 시공 전 후의 투수시험, 표준관입시험, 다운홀시험(Down-hole Test) 및 MASW(Multi-channel Analysis of Surface wave) 탐사결과를 대비 분석하여 보강효과를 평가하였다. 그라우팅 시공 전 후 전단파속도 변화는 위상속도차이(phase velocity difference) 및 역산해석(inversion analysis)을 통해 각각 분석하였으며, 현장시험 결과와의 비교를 통해 분석결과의 신뢰성을 평가하였다. D 제방의 경우 약 5~10%, H 제방은 약 10~20% 이상의 속도증가가 나타났으며, 현장시험결과와 유사한 양상의 결과를 나타냈다.

• 자원환경지질
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• 제56권3호
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• pp.277-291
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• 2023

강원도 지역과 그 주변에 설치된 21개의 광대역 지진관측소 하부에 대한 지각속도구조를 분석하기 위해 2019년 3월 18일부터 2022년 12월 31일 사이에 발생한 139개 원거리 지진자료(Mw ≥ 5.8, 진앙거리 30° - 90°)에 H-κ 중합법을 적용하여 각 관측소 하부에서의 모호면 깊이와 V_p/V_s 비를 추정하였다. H-κ 중합법으로 추정한 모호면 깊이는 24.9 - 33.2 km, V_p/V_s 비는 1.695 - 1.760으로 나타났으며, 추정한 V_p/V_s 비를 수신함수와 표면파 분산의 연합 역산에 적용하여 각 관측소 하부에 대한 1차원 지각속도 모델을 획득하였다. 이에 따른 모호면 깊이는 25.9 - 33.7 km로 H-κ 중합법과 유사한 결과를 보여주었고, 두 방법의 모호면 깊이 결과는 에어리의 지각평형설을 대체적으로 따르는 일치된 양상을 보인다. 1차원 지각속도 모델 해석 결과 태백산 분지에 위치한 일부 관측소의 직하부에서 P파 속도 5 km/s 이하의 저속도층이 2 km 두께로 존재함을 확인하였으며, 강원도 북부에 위치한 CHNB, GAPB 관측소도 같은 결과를 보이는데 이 관측소들은 신생대에 생성된 퇴적층 위에 위치하고 있다. SH2B 관측소는 퇴적층 위에 위치하지 않음에도 불구하고 표층의 P파 속도가 낮게 나왔으며, 이는 기반암의 풍화와 같은 여러 요인으로 인한 것으로 보인다. 계산된 1차원 모델들을 살펴볼 때 모든 관측소의 4 - 12 km 깊이 사이에서 깊어짐에 따라 속도가 감소되는 속도역전층이 관측되었고, 이중 일부 관측소의 하부 10 km 부근에서 암석의 밀도차로 인한 것으로 여겨지는 중간지각 불연속면이 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권1호
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• pp.42-49
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• 2011

대룡 흙댐익 누수경로를 포함한 이상대 탐지를 위하여, 댐 정상부의 250 m 측선을 따라 P 파와 레일리파를 기록하였다. 5 kg 해머를 이용하여 인공적으로 소규모 지진파를 발생시켰으며, 3m 간격으로 설치한 4.5 Hz 수직지오폰 24개로 탐지하였다. 이 저수지댐과 하부 기반암의 P파 속도와 S파 겉보기속도를 초동주시와 레일리파 분산곡선 역산으로 각각 구하였다. 겉보기 동포아송비가 0.46에 달하는 높은 값들이 복통이 위치한 북서쪽 끝부분의 댐 기저와 누수저지를 위해 과거 여러 차례 그라우팅 작업을 실시한 측선 남서쪽 끝 부분의 점토코아 내에서 탐지되었다. 상부 점토코아의 높은 포아송비를 갖는 이 이상대는, 조사 후 실시한 그라우팅 작업 시 그라우트 물질이 유출된 부분에 해당한다. P파 토모그래피와 레일리파 분산곡선 역산을 함께 사용하면 흙댐의 잠재적 누수경로 및 기존 그라우팅 위치를 매우 효과적으로 탐지할 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권1호
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• pp.8-15
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• 2012

원주 KS31 광대역 지진관측소 하부의 S파 속도구조를 구명하기 위해서, 2002 ~ 2009년 사이에 기록된 규모 Mw 5.5 이상의 297개 원거리 지진 이벤트 자료로부터 구한 수신함수와 표면파 분산곡선의 복합역산 및 $H-{\kappa}$ 영역에서의 중합법을 적용하였다. 분석 결과는 이 관측소 반경 수십 km 이내의 모호면 평균 깊이가 $32.4{\pm}0.5\;km$로 거의 평탄하게 놓여 있음을 지시한다. 이 지역 지각의 평균 S파 속도는 3.69 km/s이고, P파와 S파 속도비, $V_p/V_s$가 $1.72{\pm}0.04$로 나타나서 전형적인 육지지각의 특성을 보인다. 수신함수 1 s에 나타난 음 위상은 KS31 관측소 하부의 상부지각 10 ~ 18 km 깊이에 S파 저속도층이 존재함을 지시한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.49-57
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• 1988

본 연구에서는 표면과 시험으로부터 얻어지는 Rayleigh파의 분산곡선을 분석하여 자연지반 및 포장 구조체 각 층의 전단파 속도를 결정할 수 있는 새로운 해석적 역산기법을 개발하였다. 본 연구의 역산기법은 다층 탄성체에서 표면파의 분산에 관한 Haskell의 이론을 토대로 개발된 것이다. 델타 매트릭스 기법을 적용하여 주파수의 크기에 제약을 받지 않는 분산방정식을 유도하여 사용하였으며, Rayleigh파의 한 파장 깊이 이하를 반무한 강성층(rigid halfspace)으로 대치하는 해석방법을 적용하였다. 분산곡선의 역산을 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며 수치분석을 통하여 본 연구에서 개발한 새로운 해석적 역산기법의 타당성을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1C호
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• pp.45-51
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• 2010

지하철 터널 시공, 지하공간 시공, 대심도 굴착 등과 같이 도심지에서의 토목구조물 설계와 시공에 있어서 큰 어려움 중의 하나는 도심지 지반조사이다. 여러 가지 지장물, 전기 잡음, 교통 진동 등과 같은 자연적, 인위적 장애물로 인하여 어느 지반조사 기법이든지 그 결과의 신뢰성은 그리 높지 않은 상황이다. 본 연구에서는 이와 같이 현실적 요구가 높은 고품질 도심지 지반조사 기법의 개발을 목표로 하여 선행연구를 수행하였고, 일차적으로 HiRAS(Hybrid Integration of Resistivity and Surface Wave Velocities) 라고 하는 표면파-전기비저항 병합기법을 개발하였다. HiRAS 기법은 표면파 기법인 CapSASW 기법과 전기비저항 기법인 PDC-R 기법을 병합한 것으로서, 지반 매질의 강성 평가에 우수한 CapSASW 기법의 장점과, 전기잡음에 대한 내성과 지층변화 평가에 우수한 특성을 가진 PDC-R 기법의 장점을 동시에 활용하고자 한 것이다. 표면파 기법과 전기비저항 기법을 동시에 활용하는 역산해석의 측면에서는 표면파 기법의 탄성파 속도와 전기비저항 시험의 전기비저항 간의 부지고유관계를 이용하여 병합역산을 수행하는 전략을 채택하였다. 또한 HiRAS 기법 개발과정에서 부차적으로 지반매질의 포아송비 분포를 2차원으로 평가할 수 있는 성과도 도출하였다.