• 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.

• 지구물리
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• 제3권4호
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• pp.251-260
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• 2000

수중 SASW 실험에서 얻은 표면파의 실험분산곡선으로부터 지반의 강성을 추정하기 위한 역해석 과정에서 적용할 수 있는 파동해석기법인 로드해석법(2차원 해석법)과 변위해석법(3차원 해석법)의 적용성을 평가하였다. 그 결과 지반의 강성이 깊이에 따라 점진적으로 증가하고 지반 강성이 비교적 낮아 그 압축파 속도가 물의 압축파 속도보다 느린 경우에 대해서는 고유치 해석법을 적용할 수 있었다. 그러나 지반의 강성이 크거나 깊이에 따른 지반강설의 변화가 역전되는 경우에는 고차모트의 영향이나 고유치가 복소수가 되는 등의 문제가 발생하게 되므로 고유치 해석법으로 적절한 이론분산곡선을 얻을 수 없는 경우가 많고, 이 경우에는 변위해석법을 적용하여야 한다는 결론을 얻었다. 한편 수중 SASW 현장실험으로부터 얻은 결과를 제안된 변위해석법을 이용하여 분석한 결과 지반의 강성주상을 적절하게 추정한 수 있어 수중 SASW 실험의 현장 적용성을 확인할 수 있었다.

• 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.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제68권2호
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• pp.215-226
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• 2018

In this article, the theory of fractional order two temperature generalized thermoelasticity is employed to study the wave propagation in a fiber reinforced anisotropic thermoelastic half space in the presence of moving internal heat source. The whole space is assumed to be under the influence of gravity. The surface of the half-space is subjected to an inclined load. Laplace and Fourier transform techniques are employed to solve the problem. Expressions for different field variables in the physical domain are derived by the application of numerical inversion technique. Physical fields are presented graphically to study the effects of gravity and heat source. Effects of time, reinforcement, fractional parameter and inclination of load have also been reported. Results of some earlier workers have been deduced from the present analysis.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권2호
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• pp.105-114
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• 2007

수평적 변화가 심한 국내 지반에서는 지반의 2차원 전단파 속도를 비관입적인 방법에 의해 도출하는 것이 중요하며 많은 연구가 수행되어 왔다. 본 연구에서는 속도 도출에 있어 기존의 표면파 탐사법의 단점을 극복한 HWAW(harmonic wavelet analysis of wave) 기법을 적용성을 평가하였다. 이 기법은 하모닉 웨이블릿 변환을 이용하여 파의 그룹(위상)속도를 결정하는 기법으로, 2개의 감지기로 구성된 단일한 실험구성을 사용한다. 주변 잡음의 영향을 효과적으로 제거하기 위해 신호 대 잡음비의 최대 부분을 이용하며 단일 어레이 역산을 사용한다. 또한 짧은 감지기 간격을 이용하여 지반의 국부적인 특성을 파악할 수 있다. 따라서 기존 방법에 비해 간단하고 빠른 현장 시험을 수행하며 신뢰성 있는 지반의 2차원 영상화를 도출 할 수 있다. 제안된 기법으로 구한 2차원 영상화의 적용성을 확인하기 위하여 2곳의 부지에서 시험을 수행하였고, 시추결과 및 다른 기법들의 비교 분석을 통해 제안된 기법의 적용성을 검증하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제22권1호
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• pp.21-28
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• 2019

이 연구에서는 사우디 아라비아 지역의 S파 속도구조와 이방성을 알아보기 위해 표면파 분산 곡선을 사용하여 3차원 토모그래피를 수행하였다. 아라비아 반도는 지질학적 및 지형적으로 순상지(shield)와 플랫폼(platform)의 지형으로 나뉜다. 본 연구에서는 사우디 지질조사소(Saudi Geological Survey)에서 받은 2008 ~ 2014년 기간의 규모 5.5 이상, 진앙거리 $40^{\circ}$ 이내인 지진 자료들을 사용하였다. 획득한 자료들은 전처리를 거쳐 다중 필터 기법(multiple filter technique)을 적용하여 분산 곡선을 구하였다. 주기 5 ~ 140초에 해당하는 러브파와 레일리파의 군속도 분산 곡선을 역산하여 10 ~ 60 km에서의 SH파와 SV파 속도모델 그리고 이방성을 계산하였다. 그 결과 SV파의 속도모델에서는 순상지 하부 10 ~ 30 km 깊이에서 고속도 이상대를 보이며, 플랫폼 하부에서는 10 km 깊이에서 저속도 이상대를 보인다. 이는 순상지가 원생누대 기원의 오래되고 차가운 육괴로 되어있으며, 플랫폼이 고생대, 중생대, 신생대의 퇴적물로 덮여 있기 때문에 이와 같은 결과가 나왔다고 판단된다. SV파와 SH파의 속도 차이를 이용하여 구한 이방성의 결과는 전반적으로 양의 이방성이 나타나며, 이는 자그로스 조산대에서의 섭입으로 인한 아라비아 판의 당김에 의해 인장력이 수평 방향으로 발생하여 SH파의 속도가 빠르게 나타난다고 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 제7회 특별심포지움 논문집
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• pp.93-116
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• 2005

기존 1차원 SPT 업홀 기법의 개선을 통하여 지반의 2차원적인 전단파 속도 분포를 경제적으로 도출하고자 하였다. 다수의 감지기를 사용하여 SPT 업홀 시험을 수행하고 시추공-지표면 조합의 주시 토모그래피 역산을 수행하게 되면 시추공 주변 지반에 대해 삼각형 형태의 전단파 속도 분포를 도출할 수 있다. 이러한 SPT 업홀 토모그래피 기법의 중요한 요소로는 정확한 전단파 성분의 도달시간 정보 획득 및 검증된 토모그래피 역산 프로그램의 적용이라 할 수 있다. SPT 업홀 기법에 대한 유한요소 수치해석을 통하여 수직 수평 입자 움직임의 크기합을 활용하여 도달시간 정보를 산출하는 것이 객관적이며 가장 정확한 결과를 주는 것으로 나타났다. 그리고 다양한 지반 모델에 대해 가상의 SPT 업홀 기법 수행을 통해 산출된 이론적 도달시간 정보로 토모그래피 역산 프로그램인 GeoTomCG를 사용하여 2차원 속도부포를 도출하여 봄으로써 GeoTomCG 프로그램의 신뢰성에 대해 검증하였다. 최종적으로 상향 및 하향으로 경사진 지반 모델에 대한 SPT 업홀 수치해석 모델링을 통해 지표면에서의 속도 시간 이력곡선을 획득하였고 도달시간 정보 획득 및 토모그래피 기법을 수행하여 그 결과를 수치모델 입력값과 비교해 봄으로써 SPT 업홀 기법의 2차원 적용 가능성을 확인하였다. 마지막으로 김제 지역의 풍하토 지반에서 SPT 업홀 시험을 수행하여 획득한 도달시간 정보를 이용하여 토모그래피 기법을 수행, 그 결과를 SPT-N값 등의 시추 자료와 비교하여 SPT 업홀 토모그래피 기법의 현장 적용성을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.203-211
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• 2023

층상 반무한체에서의 확률론적 완전파형역산을 위한 Markov chain Monte Carlo (MCMC) 모사 기법을 정식화한다. Thin-layer method를 사용하여 조화 수직 하중이 작용하는 층상 반무한체의 지표면에서 추정된 동적 응답과 관측 데이터와의 차이 및 모델 변수의 사전 정보와의 차이를 최소화하도록 목적함수와 모델 변수의 사후 확률밀도함수를 정의한다. 목적함수의 기울기에 기반하여 MCMC 표본을 제안하기 위한 분포함수와 이를 수락 또는 거절할지 결정하는 수락함수를 결정한다. 기본 진동모드 뿐만이 아니라 고차 진동모드가 우세한 경우를 포함하여 다양한 층상 반무한체의 전단파 속도 추정에 제안된 MCMC 모사 기법을 적용하고 그 정확성을 검증한다. 제안된 확률론적 완전파형역산을 위한 MCMC 모사 기법은 층상 반무한체의 전단파 속도와 같은 재료 특성의 확률적 특성을 추정하는 데 적합함을 확인할 수 있다.

• 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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• 제18권2호
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• pp.64-73
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• 2015

최근 수압파쇄가 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 이 때 미소진동 모니터링은 균열이 어디서 발생했고 어느 방향으로 발달되어가는지 알 수 있는 가장 효과적인 방법 중 하나이다. 단일 수직 관측정 자료를 이용한 미소진동 위치결정시 일반적으로 P파와 S파의 초동 도달시간의 차이를 이용한 위치역산을 통해 관측정으로부터의 거리와 심도를 계산하고 P파 호도그램 분석을 통해 이벤트가 발생한 방향을 계산한다. 하지만 미소진동 자료는 대부분 신호대잡음비가 매우 낮아 진폭이 상대적으로 작은 P파 자료를 획득하지 못하는 경우가 자주 발생한다. 따라서 본 연구에서는 모니터링에 사용된 모든 수신기에 기록된 도달시간 잔차를 이용하여 이벤트의 위치를 결정하는 역산 알고리듬과 S파를 이용한 방위각 결정 방법을 모듈화하여 기존의 P파와 S파의 시간잔차를 이용하는 위치결정법과 비교 분석하였다. 수치모형 실험을 통하여 위치결정이 가능한 모든 수신기에 기록된 도달시간의 조합간의 시간잔차의 차를 목적함수로 이용하면 S파만을 이용하여도 이벤트가 발생한 시간에 대한 고려 없이 위치역산이 가능함을 확인하였고, 기존의 방법과 비교하여 보다 높은 정확도와 초동발췌 오차에 대한 낮은 민감도를 가짐을 확인했다. S파를 이용한 방위각 결정은 이벤트와 수신기 사이의 경사각이 낮은 경우 신뢰할만한 방위각 결정이 가능했지만, 경사각이 $20^{\circ}$ 이상으로 커짐에 따라 큰 오차를 보이는 한계가 나타났다.