• 지구물리와물리탐사
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• 제7권1호
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• pp.80-87
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• 2004

During excavation work for the construction of a highway bridge in a limestone area in Korea, several cavities were found, and construction work was stopped temporarily. Cavities under the bridge piers might seriously threaten the safety of the planned bridge, because they could lead to excessive subsidence and differential settlement of the pier foundations. In order to establish a method for reinforcement of the pier foundations, borehole radar reflection and tomography surveys were carried out, to locate cavities under the planned pier locations and to determine their sizes where they exist. Since travel time data from the crosshole radar survey showed anisotropy, we applied an anisotropic tomography inversion algorithm assuming heterogeneous elliptic anisotropy, in order to reconstruct three kinds of tomograms: tomograms of maximum and minimum velocities, and of the direction of the symmetry axis. The distribution of maximum velocity matched core logging results better than that of the minimum velocity. The degree of anisotropy, defined by the normalized difference between maximum and minimum velocities, was helpful in deciding whether an anomalous zone in a tomogram was a cavity or not. By careful examination of borehole radar reflection and tomography images, the spatial distributions of cavities were delineated, and most of them were interpreted as being filled with clay and/or water. All the interpretation results implied that two faults imaged clearly by a DC resistivity survey were among the most important factors controlling the groundwater movement in the survey area, and therefore were closely related to the development of cavities. The method of reinforcement of the pier foundations was based on the interpretation results, and the results were confirmed when construction work was resumed.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권4호
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• pp.279-290
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• 2006

이 연구에서는 다양한 시추공 레이다 탐사법 중, 지하 갱도의 탐지에 사용이 가능한 (1) 시추공 레이다 반사법 탐사, (2) 방향성 안테나를 이용한 반사법 탐사, (3) 크로스홀 스캐닝(crosshole scanning), (4) 레이다 토모그래피 등의 4 종류 시추공 레이다 탐사법의 터널 탐지에 대한 적용성과 한계성을 탐사 사례 분석을 통해 고찰하였다. 시추공 레이다 반사법 탐사의 터널로부터 회절 양상은 완벽한 포물선 형태보다는 상부 포물선만 명확히 나타난 형태가 많았고 그 회절 이벤트는 정점을 기준으로 아래, 위 10 m 이상에 이르는 트레이스 까지 나타났다. 또한 안테나의 길이에 비해 시추공의 공경이 커지면 링잉 현상이 많이 발생함을 확인하였다. 송 수신 거리(offset)에 따라 신호의 양상이 많이 달라지며 현장여건에 따라 송 수신 거리를 조절하면 더 좋은 분해능의 자료를 획득할 수 있을 것이다. 방향성 안테나 시스템은 한 시추공만을 이용하여 터널의 3차원적인 위치를 정확히 판별할 수 있는 장점이 있으나 장비의 가격이 고가이며, 현장 작업의 난이도가 매우 높고, 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 크로스홀 스캐닝는 터널의 유무에 대한 좋은 지표가 될 수 있음을 알 수 있었으며 시추공 레이다 반사법 탐사와 같이 사용된다면 높은 신뢰도의 결과를 낼 수 있을 것이다. 레이다 토모그래피는 터널을 영상화함과 동시에 주변의 지반 물성을 얻게 되어 지하구조 파악에 효과적이라고 할 수 있다. 위의 결과를 토대로 경제적이고 효과적인 터널 탐지 방법을 제안하면, 먼저 시추공 레이다 반사법 탐사를 수행하여 이상 징후를 탐지 한 후, 주변의 시추공 상황에 따라 크로스홀 스캐닝이나 방향탐지 안테나를 도입하여 확인하는 것이다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
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• pp.92-116
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• 1999

전기, 전자 토모그래피는 전기적인 물성을 이용하여 지하의 고분해능 영상을 획득하는 방법이며 주파수에 의하여 전기비저항, 전자탐사, 레이다 토모그래피로 나뉘어진다. 이들 중 전기비저항, 레이다 토모그래피는 최근 들어 국내에서도 특히 지반조사 분야에서 활발하게 이용되기 시작하고 있다 본 논문에서는, 전기, 전자 토모그래피 법 중 국내에서 사용되는 전기비저항 토모그래피 및 레이다 토모그래피를 포함한 시추공을 이용한 레이다 탐사의 원리 및 적용에 대하여 국내의 탐사 사례를 중심으로 논하였다. 특히 시추공을 이용한 레이다 탐사의 방법론적인 접근에 있어서는, 방향탐지 안테나를 이용한 레이다 반사법 탐사법과 이방성 토모그래피 문제가 석산 탐사 및 지반조사 사례를 이용하여 논의되었다 한편 전기비저항 토모그래피에서는 각종의 전극 배열의 장단점이 논의되었으며, 전기전도도가 높은 시추공 공내수 내에 전극이 위치하기 때문에 발생하는 시추공 효과에 대하여 설명하였다. 대부분의 사례들은 알려져 있는 지질 정보, 시추코아 검층자료, 텔레뷰어 등의 자료와 비교하여 논의하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.239-244
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• 2006

현재 건설중인 한국원자력 연구소 내의 지하 처분 연구시설에서 발파에 의한 터널 굴착 중 발생하는 손상대를 모니터링 하기 위해 시추공 레이다 반사법 탐사를 수행하였다. 60m 길이의 진입 터널이 완성되고 끝단에 쉘터가 만들어진 뒤 쉘터로부터 길이 35 m의 수평 시추공을 뚫어 터널 굴착에 따른 손상대 모니터링을 위한 관측공으로 사용하였다. 시추공은 굴착터널로부터 5.5 m 떨어져 있으며, $2{\sim}4$일 간격으로 5회 실험을 실시하였다. 터널의 굴착에 따른 터널면에서의 반사가 가장 강력한 반사면으로 작용하였으며, 서로 다른 날짜의 자료의 비교를 통해 터널 굴착면에 인접한 반사면의 변화를 감지 하였으며 이는 균열대의 생성과 암반 강도의 저하에 의한 것으로 여겨 졌으며 손상대로 평가되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권1호
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• pp.8-18
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• 2001

파쇄대와 같은 불균질대의 분포 및 위치를 영상화하고 암석의 신선도를 평가하기 위하여, 화강암 석산 지역에서 시추공을 이용한 레이다 반사법 및 토모그래피 탐사와 지표 탐사인 GPR탐사를 실시하였다. 또한 레이다 반사법 탐사에서 나타난 반사면의 공간적 방향성을 알기 위해서 방향탐지 안테나도 적용시켰다. 모든 시추공 레이다 탐사에는 20MHz를 주주파수로 갖는 안테나를, GPR탐사에는 100MHz를 사용하였다. 시추공 반사법, 방향탐지 안테나 및 GPR탐사 영상들은 서로 잘 일치하는 탐사 결과를 보여주었으며, 탐사지역내의 주요 파쇄대의 3차원적인 위치 및 주향 방향을 알려주었다. 일부 구간의 토모그래피 초동 시각 곡선에서는 화강암 지역에서는 일반적으로 나타나기 어려운 이방성을 보였는데 이러한 이방성은 텔레뷰어 자료와 비교하여 본 결과 동일 방향으로 정렬되어 있는 미세 균열과 연관된 것으로 추정된다. 또한 이 지역은 시추공 레이다, 토모그래피, GPR 영상들 및 이방성의 분포로부터 MF2및 MF5로 명명된 두개의 주 파쇄대에 둘러싸인 지역이 비교적 신선한 암석으로 구성되어 있음을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제33권1호
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• pp.41-50
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• 2000

Geo-radar survey which has the advantage of high-resolution and relatively fast survey has been widely used for engineering and environmental problems. Three-dimensional effects have to be considered in the interpretation of geo-radar for high-resolution. However, there exists a trouble on the analysis of the three dimensional effects. To solve this problem an efficient three dimension numerical modeling algorithm is needed. Numerical radar modeling in three dimensional case requires large memory and long calculating time. In this paper, a finite difference method time domain solution to Maxwell's equations for simulating electromagnetic wave propagation in three dimensional media was developed to make economic algorithm which requires smaller memory and shorter calculating time. And in using boundary condition Liao absorption boundary. The numerical result of cross-hole radar survey for tunnel is compared with real data. The two results are well matched. To prove application to three dimensional analysis, the results with variation of tunnel's incident angle to survey cross-section and the result when the tunnel is parallel to the cross-section were examined. This algorithm is useful in various geo-radar survey and can give basic data to develop dat processing and inversion program.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권3호
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• pp.224-231
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• 2005

현장 물리탐사 수행 시 상용화된 장비로는 탐사 대상 매질의 물성, 대상체의 크기, 모양 등의 탐사목적 및 현장여건에 의해 탐사가 불가능 하거나 탐사 목적에 맞는 분해능을 얻지 못하는 경우를 종종 만나게 된다. 이러한 다양한 현장 조건 및 탐사 목적에 효과적으로 적용할 수 있는 다목적 물리탐사 측정 시스템을 개발하였다. 이 다목적 측정 시스템은 PXI를 기반으로 하며 A/D 변환기 또는 GPIB 인터페이스를 이용한 측정 장치를 통해 신호를 측정하게 되며 확장성이 커 다양한 문제에 적용이 가능하다. 구성된 측정 시스템을 이용하여 시추공 레이다 탐사 시스템과 시추공 초음파 탐사 시스템, 전자기적 잡음 측정 시스템을 구축하였다. 시추공 레이다 탐사 시스템은 네트워크 분석기를 GPIB를 통해 제어하고 현장 조건에 따라 임의로 안테나의 길이 조절이 가능한 스텝 주파수 레이다 탐사 시스템이며, 시추공 초음파 탐사 시스템은 압전 송수신기 센서, 고출력 송신기와 A/D 변환기로 구성되어 시추공 내에서 초음파를 이용하여 착맥된 지하공동의 범위를 측정하기 위해 구성된 시스템이며, 전자기적 잡음 측정 시스템은 3개의 자기장 센서와 2개의 전기장 센서 그리고 A/D 변환기로 구성되며 임의로 측정시간과 샘플링 주파수의 조절이 가능하고 임의의 시간에 예약 측정이 가능한 시스템이다. 시추공 레이다 탐사 시스템은 상용 시스템으로 불가능했던 지하공동의 넓이와 지장물을 찾는 탐사에서 효과적인 결과를 보여주었으며, 시추공 초음파 탐사 시스템도 지하공동의 넓이를 측정하는 실험에서 가능성을 확인할 수 있었다. 한편 전자기적 잡음 측정 시스템을 이용하여 도심지 내 전자기적 잡음특성을 파악할 수 있었으며, 이를 변형하여 전기비저항 탐사 시 사용되는 다양한 케이블에 대한 케이블 내의 전자기적 유도 현상 및 그에 따른 신호 왜곡을 규명하는 실험에 적용하여 시스템의 확장성을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제1권3호
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• pp.176-182
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• 1998

시추공 레이다 반사법 탐사는 기반암 하부에 대한 고해상도 영상을 얻을 수 있으나, 그 원리상 반사층의 방위각 정보의 획득이 불가능하기 때문에 감지된 지하 불균질대가 시추공을 중심으로 어느 방향에 위치하는가를 알 수가 없다는 문제가 있다. 반사층의 방위각 정보의 획득을 위하여, 방향탐지 안테나를 이용한 탐사가 이용된다. 그러나 지금까지 사용되고 있는 방향탐지 안테나 탐사자료의 해석 방법은 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라, 때로는 해석에 있어서 오류를 유발할 가능성까지 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 반사층의 방위각을 자동 결정할 수 있는 방법을 개발하였다. 알고리듬은 최소자승 오차의 개념 하에서 최대 또는 최소진폭을 나타낼 수 있는 전자파의 입사각을 결정함에 그 원리를 두고 있다. 새로이 개발된 알고리듬을 이용하여 석산자원탐사 목적으로 수행된 탐사자료의 방위각 영상을 작성하였으며, 이를 통하여 거의 대부분의 반사층의 방위각에 대한 정보를 획득할 수 있었다. 지질조사 결과 확인된 단층 및 암맥, 그리고 지표에 인위적으로 존재하는 채석단면의 위치 등의 알려진 구조의 위치와, 방향탐지 안테나 영상에서 확인된 방위각과 매우 잘 일치하고 있음이 확인되었으며, 이러한 사실은 본 연구에서 개발된 방위각 자동 결정 알고리듬의 정확성을 대변하여 주고 있다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.328-334
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• 2003

Evaluating stability of dam foundations is one of the prime areas of any rock engineering investigations. Despite best engineering efforts in the design and construction of dam foundations, the foundation regime of a constructed dam suffers deterioration due to continuous erosion from backwater current of dam discharge and dynamic effects of loading and unloading process. Even during construction, development of frequent cracks due to sudden thermal cooling of concrete blocks is not uncommon. This paper presents two case studies from India and Bhutan. In the first case, the back current of water discharge from the Srisailam dam in India had continuously eroded the apron and has eaten into the dam foundation. In the second case with dam construction at Tala Hydroelectric Project in Bhutan, sudden overflow of river during the construction stage of dam had led to development of three major cracks across the dam blocks. This was ascribed to adiabatic cooling effect of concrete blocks overlain by chilled water flow. Non-destructive evaluation of rock mass condition in the defect regime by the borehole GPR survey helped in arriving at the crux so as to formulate appropriate restoration plan.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.401-408
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• 2005

Recently shield TBM tunnellings are being applied to subway construction in Korean cities. Generally these kinds of tunnellings have the problems in the stability of ground such as subsidence because urban subway is constructed in the shallow depth. A sinkhole occurred on the road just above the tunnel during tunneling in Kwangju, so a survey for upper layer of the tunnel was needed. But conventional Ground Probing Radar can't be applicable due to the presence of steel-mesh screen in the shield segment, so no existent geophysical method is applicable in this site. Because the outer surface of each shield segment is electrically insulated, dipole-dipole resistivity method which is popular in engineering site investigation, was tried to this survey for the first time. Specially manufactured flexible ring-type electrodes were installed into the grouting holes at an interval of 2.4 m on the ceiling. The K-Ohm II system which has been developed by KIGAM and tested successfully in many sites, was used in this site. The system consists of 1000Volt-1Ampere constant-current transmitter, optically isolated 24 bit sigma-delta A/D conversion receiver - maximum 12 channel simultaneous measurements, and graphical automatic acquisition software for easy data quality check in real time. Borehole camera logging with circular white LED lighting was also done to investigate the state of the layer. Measured resistivity data lack of some stations due to failing opening lids of holes, shows general high-low trend well. The dipole-dipole resistivity inversion results discriminate (1) one approximately 4 meter diameter cavity (grouted but incompletely hardened, so low resistivity - less than $30{\Omega}m$), (2) weak zone (100-200${\Omega}m$), and (3) hard zone (high resistivity - more than 1000${\Omega}m$) very well for the distance of 320 meters. The 2-D inversion neglects slight absolute 3-D effect, but we can get satisfactory and useful information. Acquired resistivity section and video tapes by borehole camera logging will be reserved and reused if some problem occurs in this site in the future.