• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.751-758
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• 2002

Boreholes that are drilled in soft or unconsolidated materials such as gravels and coals are prone to collapse. To maintain the hole, some kinds of casing pipes are needed. If thereby a plastic pipe e.g. PVC is used for the casing, Televiewer tool is still capable of detecting structural features such as fractures in the borehole wall behind the pipe, whereas other borehole-imaging logging devices such as BIPS (Borehole Image Processing System) and FMS(Formation Micro Scanner) won't provide any information about that. Televiewer's primary component is a piezoelectric transducer centered in the hole. It acts as both a transmitter and receiver, and sends an ultrasonic beam. That is reflected, in the same manner as the seismic wave propagation, from the both sides(inner and outer surfaces) of the casing pipe, transmits through the pipe and then reflected from the borehole wall. With an appropriate choice of time-windowing, it is possible to capture the returning signals from both the borehole wall and the outer side of casing pipe as well. A suite of laboratory tests were performed on various physical models composed of plastic pipes with different diameters. Although the amplitudes of returning signals were reduced to about half the usual value due to the transmission loss, the dynamic range of Televiewer tool was sufficient to observe the structural features behind the casing pipe. Besides, several representative case studies at various research areas in our country are presented. The results demonstrate the usefulness of the transmissivity of Televiewer acoustic km, which will assist in further structural interpretation.

• 지질공학
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• 제16권4호
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• pp.429-435
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• 2006

케이싱 시추공 구간의 밀도검층에서 정확한 밀도 값의 산출을 위한 기초연구의 일환으로 세 종류의 서로 다른 밀도를 가진 보정 실험공에서 공벽과 검출기간의 이격 거리를 달리하면서 세 가지 다른 검출기 옵셋 거리에 따른 반응 값의 변화를 알아보았으며 과거 석유 검층에서 이수 보정에 활용되어 온 spine and ribs 기법을 활용함으로써 케이싱 속에서의 감마감마 측정치로부터 지층의 참 밀도를 찾아가는 효과적인 방안을 제시하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제25권4호
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• pp.167-176
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• 2022

심지층 특성화 기술 확보에 필요한 자체 기기 개발의 일환으로 철재 케이싱이 설치된 시추공에도 적용가능한 공곡검층기 K-DEV를 설계하고 500 m 깊이 용 시작품을 개발하였다. K-DEV는 디지털 출력을 제공하고 이미 성능이 입증된 센서들을 장착하며, 기존에 국내에서 사용하는 윈치시스템과 호환성을 갖추도록 설계되었다. K-DEV 시작품은 외경 48.3 mm 비자성 스테인레스강 하우징을 채용했으며 실험실 내에서 20 MPa까지의 방수 시험, 그리고 1 km 깊이 시추공에 삽입하여 내구성 시험을 거쳤다. 시작품을 이용해 600 m 깊이까지의 하향 및 상향 연속 검층을 수행하여 작동의 안정성 및 자료의 반복성을 확인하였다. 철재 케이싱이 설치되어 있는 시추공내에서 방위각 결정에 필수적인 자이로 센서로 K-DEV 시작품에서는 고정밀도 MEMS 자이로스코프를 채택하였다. 여기에 가속도계 자료와 각속도 자료를 융합하고 무향 칼만 필터링(Unscented Kalman Filtering)을 통해 최적화 함으로써 정확한 궤적 추적을 수행하는 알고리듬을 고안하였다. 시험 시추공에서 K-DEV 시작품과 상업적 기기와의 비교 검층을 통해 서로 매우 근접한 결과를 얻었다. 특히, MEMS 자이로 센서의 시간에 따른 drift에 의한 오차 누적 문제는 검층 전 후에 정두에서 동일한 방향으로 위치한 정지 상태에서 측정한 자료로부터 각속도를 보정함으로써 해소될 수 있으며, 철재 케이싱이 설치된 시추공에서의 공곡검층이 나공 상태에서의 결과와 거의 동일한 궤적 추정 결과를 제공함을 확인할 수 있었다. 이러한 시작품 적용 결과로서 K-DEV 개발의 방법론, 시작품의 안정성 및 자료의 신뢰성을 확보하였다고 판단된다.

• 지질공학
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• 제19권2호
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• pp.217-225
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• 2009

케이싱 구간에서 얻어진 밀도검층 자료에 대한 보정연구의 일환으로 모형공에서 PVC 케이싱의 인위적 이격을 이용한 이격보정 연구를 실시하였다. 케이싱의 유형과 공벽으로부터의 이격의 정도, 공내 유체의 존재에 따른 검출기의 반응양상의 변회를 추적하였으며 특히 동일한 이격환경에서 시추공 내에 물이 있을 때와 물이 없는 상태에서 얻어진 이격반응에 대한 비교 분석이 집중적으로 수행되었다. 이로부터 PVC 케이싱에서 수행되는 밀도검층에서 공벽과 검출기 사이의 이격 거리에 따른 감마선 반응 특성을 정량화할 수 있었으며 이격보정 차트가 작성되고 지하수면 하부구간과 상부구간에서의 각 이격오차보정의 효과와 한계가 밝혀졌다.

• 지질공학
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• 제18권2호
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• pp.137-144
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• 2008

강원대학교 구내에 설치된 4개의 보정시험공에서 플라스틱재질의 원통 및 반원통 케이싱을 이용한 이격오차 실험을 수행하였다. 이격실험 자료에 spine and ribs 기법을 적용한 결과 케이싱 두께 및 유형에 관계없이 하나의 밀도모델에서는 하나의 이격선이 얻어졌으며 그 기울기는 모델지층의 밀도에 비례하는 것으로 나타났다. 이러한 이격특성을 이용하여 플라스틱 케이싱이 설치된 NX시추공에서의 효과적인 밀도보정 방안이 제시되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제23권4호
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• pp.243-252
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• 2020

이 논문에서는 시추공을 이용한 탐사나 자료 해석 시에 중요한 시추공 궤적 정보 획득 방법에 대한 이해를 공유하고자, 깊이에 따른 시추공의 좌표를 구하는 시추공 공곡 측정 문제를 좌표계 변환 공식에 기초하여 수학적으로 정리하였다. 먼저, 철재 케이싱이 설치되어 있지 않은 시추공에 적용 가능한 방법으로서 3성분 가속도계와 3성분 자력계를 함께 이용하여 시추공의 방위각, 편차각 그리고 센서회전각을 구하는 원리를 정리하였다. 다음으로, 철재 케이싱이 설치되어 있을 경우에 자이로스코프에서 3성분 각속도가 측정되었을 때, 좌표계 변환 행렬의 시간 미분 관계식에 기초해 각속도의 시간에 따른 적분을 통해 요-피치-롤 각을 구하는 수학적 이론을 정리하고 지구 자전의 영향을 제거함으로써 측정자료의 시간 적분에 의해 시추공의 궤적을 구하는 방법을 설명하였다. 오차가 포함된 측정 자료로부터 시추공 공곡 결정의 정확도를 높이는 중요한 방법으로 센서 또는 측정 자료를 융합하는 원리도 예를 들어 설명하였다. 시추공 공곡 측정원리는 GPS 수신이 불가능한 터널내에서의 궤적 추적 또는 무인비행체를 이용한 공중 탐사나 항공 탐사 시 센서의 자세 측정에도 활용될 수 있다. 또한, 센서의 융합에서 필수적으로 접목되어야 할 최적화 필터에 대해서도 중요 문헌 및 사례를 소개함으로써, 앞으로의 연구에 도움을 주고자 하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 제7회 특별심포지움 논문집
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• pp.73-82
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• 2005

국내에서 처음으로 지구물리검층 보정을 위한 모형시추공이 건설되었으며 이들 모형시추공을 이용한 검출기 보정실험과 케이싱보정을 위한 기초실험을 실시하였다. 여기서는 세 가지 밀도와 세 가지공경으로 구성되는 모형 시추공의 건설 과정과 재원을 소개하고 이를 이용하여 구해진 선형 관계의 밀도-검출기 반응식을 검토하였다. 아울러 케이싱 보정을 위한 기초연구 결과 이격 보정용 차트가 제시되었고 이를 이용하여 이격 정도를 모르는 현장 측정에서도 참 밀도를 구할 수 있음을 밝혔다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1415-1426
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• 2008

Stone columns, locally called "GCP (granular compaction pile)" can be used to improve strength and resistance against lateral movement of a foundation soil like rigid piles and piers. Also installation of such a discrete column facilitates drainage, and densifies and reinforces the soil in the sense of ground improvement. The integrity of the GCP has been indirectly controlled with the records of each batch including depth and the quantity of stone filled. An integrity testing was attempted using crosshole S-wave logging. The method is conceptionally same as the crosshole sonic logging (CSL) for drilled piers. The only and critical difference is that S-wave should be used in the logging, because P-wave velocity of the stone column is less than that of ground water. The crosshole sonic logger does not have the capability to measure S-wave propagating through the skeleton of crushed stone. An electro-mechanical source, which can generate either P- or SH-waves, and a 1-D geophone were used to measure SH-waves. Two 76mm diameter cased boreholes were installed 1 meter apart across the nominal 700mm diameter stone column. At every 10cm of depth, shear wave was measured across the stone column. One more borehole was also installed 1 meter outward from the one of the above boreholes to measure the shear wave profile of the surrounding soil. The diametric variation of the stone column with respect to depth was evaluated from the shear wave arrival times across the stone column, and shear wave velocities of crushed stone and surrounding soil. The volume calculated with these variational diameters is very close to the actual quantity of the stone filled.

• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.101-115
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• 2016

관정의 시멘팅 재료로 사용될 수 있는 두 시멘트 물질(KS-1 보통 포틀랜드, Class G)의 물/고체(고체=시멘트) 중량비와 첨가제인 비산재의 부피함량 변화에 따른 이들 물질들의 물리역학적 물성 변화를 파악하기 위해 실내물리역학실험을 실시하였다. KS-1 보통 포틀랜드 시멘트의 경우 물/고체(고체=시멘트) 중량비를 변화시키며, Class G 시멘트의 경우 물/고체(고체=비산재+시멘트)을 고정한 채 비산재:시멘트의 부피비를 변화시키며 시료를 제작하였다. KS-1 보통 포틀랜드 시멘트의 경우 물/고체 중량비가 증가할수록, Class G 시멘트의 경우 비산재의 함량이 증가할수록, 공극률 증가, 밀도감소, 음파속도(P, S파) 감소. 탄성상수(영율, 포아송비) 감소, 압축 및 인장강도 저하, 열전도도 감소, 비열 증가의 경향을 보였다. 또한 구속압(σ₃)의 증가와 비산재 함량의 증가는 재료의 소성파괴거동을 초래하였다. 이 실내실험결과를 이용하여, 여러 주입공 페라미터(케이싱, 시멘트층의 두께, 주입압, 주입공 경사방향 및 경사각, 주입공 심도)등을 변화 시키면서, 시멘트층의 안정성 분석을 실시하였다. 분석결과 낮은 주입압과 경사정 혹은 수평정에서는 시멘트층이 안정하였으나, 다른 조건에서는 시멘트층에서 주로 인장파괴가 관찰 되었다.