• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.643-659
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• 2022

최근 지중저장기술(예, 온실가스 심지층 처분, 인공지열저류층 발전 등)이 활발히 수행됨에 따라, 유체 주입과 저장부지 안정성 사이의 역학적 관계에 관한 정량적 이해의 중요성이 인지되고 있다. 지중 유체 주입은 공극압 및 지중응력 교란과 지층의 역학적 불안정성을 야기할 수 있어, 유체 주입에 대한 다공탄성 수치 모형 구축이 요구된다. 본 연구에서는 순차적인 COMSOL-PyLith-COMSOL 유체 주입-유발지진 다공탄성 수치 모사를 수행한다. 유한요소 상용 소프트웨어인 COMSOL을 이용해 단층에 가해지는 쿨롱 파괴 응력(CFS) 변화를 시간에 따라 추적하였고, CFS 변화량이 임계값(예, 0.1 MPa)을 초과할 경우, 모형의 정보(기하구조, 물성 등)를 유한요소 오픈소스 코드인 PyLith로 이동시키는 알고리즘을 구축했다. PyLith는 단층의 미끄러짐을 모사하고, 미끌림에 의한 변위장을 획득한다. 이후 변위장을 COMSOL로 이동시켜 지진에 의한 응력 및 표면 변위를 계산한다. 수치 모사 결과, 주입 기간 중엔 주입정 근거리에서 큰 변화(공극압, CFS 변화 등)를 보였고, 주입 종류 후에는 잔류 응력이 원거리 영역으로 확산하는 양상이 나타났다. 이는 주입 종료 후 지속적인 모니터링의 필요성을 제안한다. 또한, 단층과 주입층 물성(예, 투수계수, Biot-Willis 계수)에 따른 CFS 변화량 비교는 주입정 위치 선정 시 주입층 및 주변 지층에 대한 물성 파악이 중요함을 의미한다. 단층 미끄러짐 양에 따른 표면 변위 및 이암층에 가해지는 편차응력은 다양한 단층 미끌림 시나리오 설정의 필요성을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제45권4호
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• pp.377-384
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• 2012

다목적위성인 아리랑 2호 (KOMPSAT-II)에 장착된 위성의 자세제어를 위한 삼축자력계(Triaxial Magnetometer, TAM)에서 측정된 지구자기장의 삼성분 자료로부터 지구 외핵에서부터 오는 주지구자기장 (main geomagnetic field)의 모델을 계산하였다. 일반적으로 지자기 표준모델이라고도 일컫는 IGRF(International Geomagnetic Reference Model)과의 비교를 통해 제작된 모델과의 상관성을 연구하였다. 선행연구에서는 KOMPSAT-I의 3일 자료만을 통해 제작한 것과 달리 2007년 11월과 12월 자료를 항공우주연구원의 협조를 받아 모델에 활용하였다. 선행 연구에서는 구면조화 함수의 차수가 5까지의 유사성을 보인 반면 이번에 얻은 모델은 차수 8-9까지 유사성을 보이며 그 이후 차수 13까지 계산에서는 국제표준모델과 많은 차이를 나타내었다. KOMPSAT-II 자료를 통한 지구자기장 모델을 제작하는 데 있어서 적절한 자료선별과정과 이와 관련된 극지방자료의 포함여부와 외부자기장성분의 적절한 제거 및 위성에 탑재한 측정자력계의 정확도가 국제지자기표준모델과의 유사성 여부에 중요한 요소로 작용하였다. 수년간의 자료입수가 가능할 경우 지구자기장의 영년변화연구에도 지상의 지자기관측소자료와 함께 KOMPSAT-II 자료의 활용이 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권6호
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• pp.674-686
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• 2011

다양한 지표 상태, 수진기 고유 주파수, 진원 발생 방법 등을 달리하는 6종의 탄성파 자료 획득을 통해 각각의 조사 방식별 기록되는 탄성파 신호의 특성을 비교 연구하였다. 특히 포장도로와 같이 일반적인 쇠침 활용 수진기의 설치가 곤란한 조사 지역에 대하여 1.8kg의 원형 무게 판을 수진기에 부착하여 포장도로 위에 설치하는 방식은 조사 편이성은 물론 조사 시간을 단축할 수 있는 방법이 될 수 있음을 확인하였다. 또한 포장도로에서는, 진원을 1kg 내외의 소형 망치 가격으로 발생시켜도 왕복 주시 시간 200ms 혹은 그 이상의 탄성파 신호를 감지하는데 큰 문제가 없는 것으로 나타났다. 수진기에 무게 판을 부착하는 것은 자체 무게에 종속성이 있는 수진기 고유 응답 특성을 변화시킬 수 있을 것으로 추정되나, 실제 굴절파의 도달 시간을 변화시키거나 반사파 신호의 양상을 변화시켜 굴절파 방식 해석 결과 및 반사파 해석 단면을 실질적으로는 크게 왜곡시키지는 않는 것으로 나타났다. 따라서 천부 고해상도 탄성파 조사에 있어서 무게 판 부착 수진기를 활용한 포장도로에서의 탄성파 조사는 시간과 경비를 절약할 수 있는 방안이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권2호
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• pp.156-162
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• 2005

연안지역의 해수침투와 관련된 연구에서 전기전도도의 변화를 파악하는 것은 매우 중요한 문제 중에 하나이며, 특히 염/담수 영역에서의 전기전도도 모니터링은 양수로 인한 염수의 이동을 효과적으로 파악할 수 있기 때문에 양수 설계 최적화에 매우 유용하게 이용될 수 있다. 특히, 공내수의 수직적인 전기전도도 분포는 해수침투대의 특성에 따라서 변하기 때문에 여러 심도에 걸친 동시 모니터링이 필요하다. 본 연구에서는 상업용 모니터링 장비에 비하여 계측장비의 구성비용이 상대적으로 저렴하며 장기간 연속 모니터링 및 측정 변수들을 실시간으로 제어할 수 있는 원격 다채널 모니터링 시스템을 개발하였으며, 전남 영광지역의 해수침투 조사 시추공에 적용하여 양수에 따른 지하수의 전기전도도 변화 및 그 양상을 고찰하였다. 양수를 병행하면서 수행한 모니터링 결과, 일정 심도에서 전기전도도의 증가 또는 감소는 사질층 또는 암반의 균열을 따라 유동하는 지하수의 복합적인 영향임을 파악할 수 있었으며 이와 같은 결과는 양수 전$\cdot$후에 실시한 물리검층 결과와도 잘 일치하였다. 양수에 의한 공내수의 전기전도도 변화 특성을 심도에 따라서 실시간으로 측정할 수 있는 다채널 모니터링 시스템은 염분농도를 고려한 연안지역 지하수자원 확보에 유용하게 이용될 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권2호
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• pp.173-182
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• 2009

2008년 4월, 한국지질자원연구원은 동해 울릉분지 내에 있는 가스하이드레이트 유망지역을 대상으로 OBS를 이용하여 광각 탄성파 탐사를 실시하였다. 이 탐사는 광각 탄성파 자료를 통해 가스하이드레이트 부존 심도에서의 2차원 탄성파 속도 분포를 규명하기 위한 것으로서, 탐사지역의 층서구조와 기본 속도구조 도출을 위해 64채널 스트리머를 사용한 2차원 탄성파 반사법 탐사도 동시에 수행하였다. 취득한 광각 반사파 자료는 $\tau$-p 분석을 통해 각각의 OBS가 위치한 지점에서의 1차원 구간속도를 구하고 이렇게 구한 속도모델은 최종 속도 분포를 도출하기위해 사용된 탄성파 주시 역산법을 적용하는데 있어서 빠른 수렴을 위한 초기 속도 모델로 활용하였다. 초기 층서 모델은 2차원 반사법 탐사에서 얻은 중합자료를 바탕으로 작성하였고 최상위층에서부터 하위층으로 순차적으로 모델링 및 역산을 수행하는 layer stripping 방식으로 최종 속도 모델을 도출하였다. 본 연구를 통해 탐사지역의 가스하이드레이트 존재로 인한 BSR 위아래 층의 속도 역전현상 뿐만 아니라 컬럼/침니 구조에서의 속도가 주변보다 높음을 확인할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제41권6호
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• pp.657-672
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• 2008

본 연구의 목적은 금산 생활쓰레기 매립장을 대상으로 지하수의 수리지 화학적 특성과 통계분석을 통하여 침출수의 누출원인과 누출경로 및 영향범위를 파악하고, 매립지로부터 발생되는 오염물질인 침출수의 누출이 연구지역의 지하수환경에 미치는 위해요인에 대해 정량적으로 평가하는 것이다. 본 연구를 위해서 수질 검층, 침출수와 지하수 수질 분석 및 통계분석, 그리고 오염물질 이동모델링 기법 등을 이용하였다. 수질검층 결과 침출수 집수정 부근에서 침출수가 주변 대수층으로 누출되고 있었으며, 매립장과 인접한 하류부 관측정의 4-12m 깊이에서 지하수에 대한 침출수의 영향을 확인할 수 있었다. 침출수는 유출 범위는 매립장으로부터 70-100m 내외이며 오염된 지하수에서 전기전도도는 $400-750{\mu}S/cm$를 나타내었다. 주성분분석수행 결과 주성분 1과 2는 각각 침출수과 대수층의 매질 특성을 나타내었다. 주성분분석결과는 또한 침출수의 영향을 받는 지하수의 수질 변화에 의해 나타내어지는 양이온교환반응, 흡착 및 미생물 생분해 같은 자연저감과정을 나타내었다. 지하수 흐름 및 오염물 이동 모델링 결과 지하수는 매립장에서 서쪽으로 계곡을 따라 흐르며, 오염물질은 그에 따라 이동함을 알 수 있었다.

• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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• 한국문화재보존과학회 2004년도 제20회 발표논문집
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• pp.81-91
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• 2004

The host rock of standing sculptured Buddha in the Yongamsa temple was macular biotite granite, which has gone through mechanical and chemical weathering. The principal rock-forming minerals are quartz, plagioclase, alkali feldspar, and biotite, the last two of which have been transformed into clay minerals and chlorite due to weathering processes. The bed rock around the Buddha statue is busily scattered with steep inclinations that are almost vertical and discontinuous planes with the strikes of $N8^{\circ}E$. The major joints have the strikes of N4 to $52^{\circ}W$ and N6 to $88^{\circ}E$ and the dips of 42 to $89^{\circ}$. Especially thee development of the joints that cross the major joints causes tile structural instability of the rock. The host rock of the Buddha image is separated into many different rock masses because of the also many different discontinuity, which group accounts for about $12{\%}$ of the rock. Thus it's estimated that the bed rock has not only plane and toppling failure but also wedge failure in all the sides. Since the earth pressure and the inclination pressure are imposed on the body of the Buddha in the basement rock, it's urgent to give a treatment of geotechnical engineering for the sake of its structural stability. The parts where serious fractures are seen should receive the hardening process using the fillers for stones. It's also necessary to introduce a landfill liner system in order to reduce the ground humidity. The rock surface of the Buddha statue are partly contaminated by lichens and bryophyte. The joints have turned into earth, which promotes the growth of weeds and plant roots. Thus biochemical treatments should also be considered to get rid of the vegetation along the discontinuous planes and prevent further biological damages.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권12호
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• pp.21-30
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• 2011

산업단지 조성 시 건설폐토석을 활용하기 위해 건설폐기물로부터 선별 처리된 토석에 대하여 물리 역학적 특성과 용출 특성을 분석하였다. 지반 내 알칼리 이온의 확산에 대한 실험은 XRF, ICP방법을 이용하여 분석하였다. 또한, 환경적인 영향을 확인하기 위하여 어류독성시험을 병행하였다. 건설폐토석은 실내실험에서 공학적인 성토기준과 토양오염 기준을 만족하였다. 그러나 건설폐토석과 물이 1:1의 비율로 혼합된 수용액은 알칼리 이온에 의해 높은 농도의 pH를 유지하는 것으로 나타났다. 수도이온농도가 9.0이상으로 상승하는 주요 원인은 CSH계 시멘트 성분에 의한 수산화칼슘용액인 것으로 추정된다. 건설폐토석 내 높은 pH 농도는 어류의 생태에 독성을 유발하게 된다. 조사자료를 바탕으로 Visual Modflow Ver. 2009를 이용하여 지반 내 pH 농도의 확산범위를 분석하였다. 건설폐토석 내 높은 pH 농도는 시멘트 성분으로 인해 장기간 동안 존재할 수 있으므로 성토 초기에 양질의 화강풍화토와 혼합하여 pH를 조절하는 것이 필요하다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권1호
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• pp.34-44
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• 1998

동해 울릉분지의 지구조 및 성인에 관한 미해결의 근본적인 문제점은 분지 하부에 해양지각의 존재여부가 밝혀지지 않고 있기 때문이므로 해상중력, 자력 및 탄성파자료 해석을 통하여 해양지각의 존재여부에 관한 연구를 실시하였다. 울릉분지 및 그 인근지역의 후리-에어 이상은 전체적으로 매우 작은 변화를 보이는데, 한국대지(Korea plateau)와 오키뱅크(Oki bank) 주위에서 최대 40~60 mgal, 분지의 대부분의 지역은 분지 내에 존재하는 깊은 해수와 두꺼운 퇴적층으로 인하여 최대 -20 mgal 이내의 음(-)의 이상대를 갖는다. 부게 이상도는 분지 중앙부에 NE-SW 방향으로 발달된 약 150 mgal 이상의 양(+) 이상대를 보여 분지 하부에 고밀도의 지각이 존재함을 나타낸다. 후리-에어 이상 및 부게 이상의 변화 양상은 울릉분지 중앙부 양측에서 큰 변화를 보여 밀도불연속이 예상되며 이는 해양지각과 대륙지각의 경계에서의 밀도 변화에 기인된 것으로 해석된다. 울릉분지의 지자기이상의 분포는 대체적으로 -400 nT 이내의 용의 이상으로 자기이상값이 작으며 정상기와 역전기로 인한 줄무늬 현상은 발견되지 않는다. 그러나 자력이상 측선중 대칭성이 존재하는 측선이 발견되어 울릉분지 하부 지각이 과거 해저 확장에 의해 형성되었을 가능성을 나타낸다. 탄성파자료 해석 결과 울릉분지의 음향기반에는 단층, 지구대 및 지루 등의 구조들이 나타나지 않고 일반적으로 평탄한데, 이것은 울릉분지 기반암이 해양지각으로 이루어져 있거나 또는 두꺼운 화산암류 암석으로 덮여 있기 때문으로 해석된다. 또한 음향기반의 탄성파특정으로 보아 울릉분지의 북쪽으로 가면서 volcanic sill과 flow의 양이 증가하고 얄은 층에서 나타나고 있어 분지 남쪽보다 북쪽에서 해저 화산활동이 활발하였고 비교적 최근까지도 화산활동이 진행되었음을 알 수 있다. 결론적으로 중력, 자력, 탄성파자료 해석을 통하여 울릉분지의 지각에 관한 종합적 해석 결과 울릉분지 하부에는 밀도가 큰 지각이 존재하며 자기이상의 대칭성을 수반하는 사실로 미루어 해양지각이 존재할 가능성이 매우 높은 것으로 판단된다. 이는 동해 울릉분지의 형성이 해저확장에 의하여 형성되었음을 시사한다.