• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.369-376
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• 2007

해수침투가 우려되는 해안지역의 소유역에 설치된 모니터링용 관측정을 이용하여 전기비저항 토모그래피 탐사를 수행하였다. 전기비저항 탐사는 지하 매질의 전기비저항 분포를 통해 지반상태 및 층서구조 등을 밝히는 효과적인 방법이지만, 매질의 전기전도도가 매우 높은 해안지역에서는 신호대 잡음비가 가장 높은 배열법을 사용하는 경우에도 관측정 주변의 전기비저항 특성 파악이 힘들다. 따라서 본 연구에서는 해수침투 관측을 목적으로 설치된 해안지역의 서로 다른 두 곳의 관측정 주변 대수층에 대하여, 신호대 잡음비가 낮아 시추공 주변의 대수층 특성 파악이 어려운 지표 전기비저항 탐사의 한계를 극복하기 위하여 시추공-지표간 전기비저항 토모그래피 탐사를 수행하였다. 탐사자료를 이용한 역산 결과는 각 시추공의 시추 주상도, 전기전도도 검층 및 노말 전기비저항 검층 자료를 이용하여 시추공 주변의 파쇄구간과 비교하여 검증하였다. 또한 이들 중 한 곳의 관측정 주변 대수층에 대하여는, 동일한 탐사 방법을 이용하여 간조와 만조시에 각각 탐사를 실시하였다. 탐사 결과 관측정 주변 대수층에 대하여 높은 해상도의 전기비저항 분포 단면을 획득할 수 있었으며, 조석에 의한 대수층을 통한 해수침투와 관련된 수리특성 파악이 가능함을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 사용된 시추공-지표간 전기비저항 토모그래피 탐사 결과를 시추 주상도, 전기전도도 검층 및 노말 전기비저항 검층 결과와 함께 분석하는 경우, 해안지역의 관측정 및 그 주변 대수층의 수리지질 구조를 효과적으로 파악할 수 있는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제17권2호
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• pp.271-277
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• 2007

천매암 및 편암으로 구성된 기지의 절개사면에서 제시된 이상대는 사면 하단부에 설정된 전류원과 상단부의 전위전극으로 하는 단극-쌍극자 배열을 이용한 전기비저항 토모그래피 방식으로 파악되었다. 해석 방법은 각 측선에서 얻어진 측정 자료를 가지고 3차원 전기비저항 역산 방법으로 하였다. 각 측선에 따른 영상들을 볼 때, 사면의 중앙부에 위치한 단층은 사면에 거의 수직인 방향으로 연장된 영상들로 제시되었다. 수치모델링 결과에서 이상대의 영상들은 절개사면에서 제시된 위치에 매우 정확한 결과들로 보여 주었으며, 단층은 절개사면으로부터 거리가 멀어질수록 지표로부터 그 심도가 깊어지는 경향으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권9호
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• pp.37-45
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• 2014

해상 기초구조물은 수평하중에 지배적인 영향을 받으며, 세굴 발생으로 인한 모노파일의 근입깊이 및 지반강성의 감소는 구조물의 안정성을 저하시키게 된다. 본 연구의 목적은 전기비저항 모니터링 기법을 이용하여 기초구조물의 연직 세굴심도를 평가하고, 전단파 토모그래피를 통해 지반강성의 공간적 분포 및 변화양상을 파악하는 것이다. 해상 기초구조물에서의 세굴현상을 모사하기 위하여 하단이 고정된 모형 모노파일을 중앙에 위치시킨 후 모래 및 시멘트를 이용하여 모형 지반을 조성하였다. 전기비저항을 측정하기 위하여 모형 모노파일에 수평 및 수직배열로 구분하여 전극쌍을 설치하였으며, 전단파 측정을 위해서 사각형 프레임에 벤더 엘리먼트를 $7{\times}7$로 배열하였다. 세굴도 변화에 따라 위치별 전기비저항과 전단파 토모그래피 이미지를 측정하였다. 실내실험을 통해 세굴도 변화에 따른 위치별 전기비저항 변화와 전단파 토모그래피를 관찰하였고, 각 단계별 지반 변화양상을 파악하였다. 위치별 전기비저항의 변화를 통해 최대세굴심도 평가가 가능했으며, 전단파 토모그래피를 통해 세굴로 인한 지반의 전단강성 변화를 추정할 수 있었다. 본 논문에서 제시한 전기비저항과 전단파 토모그래피는 세굴현상으로 인한 해상 기초구조물 주변의 지반특성을 모니터링하기 위한 매우 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권6호
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• pp.475-484
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• 2020

The prediction of the ground conditions ahead of a tunnel face is very important, especially for tunnel boring machine (TBM) tunneling, because encountering unexpected anomalies during tunnel excavation can cause a considerable loss of time and money. Several prediction techniques, such as BEAM, TSP, and GPR, have been suggested. However, these methods have various shortcomings, such as low accuracy and low resolution. Most studies on electrical resistivity tomography surveys have been conducted using numerical simulation programs, but laboratory experiments were just a few. Furthermore, most studies of scaled model tests on electrical resistivity tomography were conducted only on the ground surface, which is a different environment as compared to that of mechanized tunneling. This study performed a laboratory experimental test to extend and verify a prediction method proposed by Lee et al., which used electrical resistivity tomography to predict the ground conditions ahead of a tunnel face in TBM tunneling environments. The results showed that the modified dipole-dipole array is better than the other arrays in terms of predicting the location and shape of the anomalies ahead of the tunnel face. Having longer upper and lower borehole lengths led to better accuracy of the survey. However, the number and length of boreholes should be properly controlled according to the field environments in practice. Finally, a modified and verified technique to predict the ground conditions ahead of a tunnel face during TBM tunneling is proposed.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.2480-2484
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• 2005

Electrical resistance tomograpy (ERT) maps resistivity values of the soil subsurface and characterizes buried objects. The characterization includes location, size, and resistivity of buried objects. In this paper, truncated least squares (TLS) is presented for the solution of the ERT image reconstruction. Results of numerical experiments in ERT solved by the TLS approach is presented and compared to that obtained by the Gauss-Newton method.

• Geomechanics and Engineering
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• 제25권4호
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• pp.295-302
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• 2021

Cross-borehole electrical resistivity tomography (ERT) is an effective groundwater detection tool in geophysical investigations. In this paper, an artificial water injection test was conducted on a small clay sample, where the high-resolution cross-borehole ERT was used to investigate the moisture migration law over time. The moisture migration path can be two-dimensionally imaged based on the relationship between resistivity and saturation. The hydraulic conductivity was estimated, and the magnitude ranged from 10^-11 m/s to 10^-9 m/s according to the comparison between the simulation flow and the saturation distribution inferred from ERT. The results indicate that cross-borehole ERT could help determine the resistivity distribution of small size clay samples. Finally, the cross-borehole ERT technique has been applied to investigate the self-sealing characteristics of clay.

• 전자공학회논문지
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• 제53권4호
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• pp.117-128
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• 2016

대지의 접지 시스템 설치는 안전성과 전기 기기의 올바른 작동을 위해 필수적이며, 대지 파라미터, 특히 토양의 저항률은 대지 접지 시스템 설계에서 결정되어야 한다. 토양의 저항률을 측정하기 위한 가장 흔한 방법은 Wenner의 4전극 방법이 있으며, 이 방법은 1차원의 저항률을 얻기 위하여 가변 전극 간격을 갖는 큰 측정 세트가 요구되어 번거롭고, 시간소모가 많으며 비용이 많이 든다. 전기 저항 단층촬영법은 저비용이며 빠른 측정이 가능하다는 장점 때문에 토양의 저항률 분포를 추정하기 위해 적용될 수 있다. 전기 저항 단층은 관심지역에 놓인 전극에서 얻은 측정데이터를 사용하여 토양 저항률 분포를 특성화한다. 이때 전기 단층 촬영법의 역문제는 비선형성이 강하여 저항률 분포를 추정하기 위하여 Tikhonov 조정 방법을 갖는 반복적 Gauss-Newton 방법을 사용한다. 다양한 시뮬레이션을 수행하여 3차원 토양의 저항률 분포를 추정하는데 전기 저항 단층 촬영법은 유용한 성능을 제공하고 있음을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.134-137
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• 2003

Newton-Raphson is most used algorithm in EIT(electrical impedance tomography), cross-sectional distribution of resistivity is reconstructed by mean of both generating and sensing electrodes attached onto the surface of the object. EIT has been suffered from the severe ill-posedness which is caused by the inherent low sensitivity of boundary measurements to any changes of internal resistivity values. In this paper, we propose modified cost function and weighting factor that compensate for low sensitivity between boundary measurements and internal resistivity and improve performance of Newton-Raphson for EIT in region of interest.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.119-126
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• 2005

Electrical resistance tomography(ERT)는 적절하게 설계된 전류를 대지 지하에 주입하여 이에 따른 인가전압을 대지 경계에서 측정한 후 이를 근거로 ERT의 영상복원 알고리즘에서 대지 지하의 대지저항률 분포를 얻고 대지 지하에 뭍힌 물체를 크기와 위치, 그리고 저항률에 대한 특성을 파악할 수 있는 기술이다. 본 논문에서는 ERT의 영상복원 기법으로 Gauss-Newton, TLS와 SIRT 방법들을 살펴본다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 TLS 방법을 이용한 ERT 영상복원의 성능이 Gauss-Newton와 SIRT방법에 의해 얻어진 결과보다 향상되는 것을 보이도록 한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권3호
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• pp.353-359
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• 2012

The identification of effective root zone would clarify dynamics of plant available water and soil water balance. Using the relationship between soil properties and electrical resistivity (ER) the purpose of this research is to identify soil zone affected by a plant root activity using electrical resistivity tomography (ERT) technique. Four plastic containers were prepared for two different soil textures (clay and sandy loam) and one container for each texture was selected for planting four corn seedlings (Zea mays L.) and the others were prepared for the blank. For ERT monitoring, we prepared 0.8 m plastic sticks with 17 electrodes installed with 5 cm space. The Ministing (AGI Inc., Texas) instrument for electrical resistivity measurement and semi-auto converter of electrode arrangement were set up for dipole-dipole array. During 2 months of the corns growing, ERT monitoring was made 3 to 4 days after the irrigation practice. Despite of the same amount water supplied into soils, two textures showed very different apparent resistivity values due to different clay content. The apparent electrical resistivity is consistently lower in clay loam comparing to sandy loam soil implying that plant root does not significantly alter the overall trend of resistivity. When plant root system, however, is active both soils with plants showed 2-7 times higher electrical resistivity and higher coefficient variation than soils without plant, implying the effect of root system on the resistivity, in which may caused by. This result suggests plant root activities regulating the soil water dynamics mainly control the variation of electrical resistivity over soil textural difference. Therefore the identification of water uptake zone would highly be correlated to plant root activities, thus ERT will be feasible approach to identify spatial characteristics of a plant root activity.