• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.63-67
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• 2008

시추공에서 떨어진 지점에서의 암반등급 (RMR)을 물리탐사 자료를 통하여 간접적으로 추정하기 위해, 지구통계학적 복합 역산 기법을 적용하였다. 지금까지 지구통계학적 기법은 두 가지 이상의 자료의 특성을 잘 반영하는 변수를 추정하는데 주로 이용되었으나, 본 연구에서는 역산 기법에 의한 접근 방법을 사용하였다. 시추공에서 확보한 암반 등급 값을 이용하여, 미리 지정된 격자점상에 지구통계학적 시뮬레이션을 수행하여 다수의 추정값을 확보한다. 이 값은 임의의 상관성이 있는 물리탐사 자료와 비교하여 가장 오차가 작은 값을 채택하게 되고, 이와 같은 비교는 모든 격자점에 대해 수행된다. 이러한 절차는 암반등급의 공간적 분포를 준수하면서, 물리탐사 자료와의 비교를 통해 두 자료의 상관성을 최대한 확보한 결과를 얻을 수 있다. 또한 동일한 과정을 다수 수행하여, 추정한 결과의 신뢰도를 분석할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.

• Spatial Information Research
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• 제12권3호
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• pp.275-283
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• 2004

국내 연안지역에서 광범위하게 발생하고 있는 해수침투를 정확하게 평가하고, 이에 대한 대책을 수립하기 위해서는 다양한 분야의 연구와 이들 상호간의 자료 통합과 유기적인 해석은 매우 중요하다. 현재 수리지구화학, 지구물리탐사 및 수리지질 등의 다양한 분야에서 해수침투 연구를 수행하고 있지만, 이들 자료의 공유나 체계적인 관리분야는 초보적인 수준으로 다양한 자료에 대한 검색과 관리가 어려울 뿐만 아니라, 자료를 통합하여 해석하는데 어려움이 따른다 따라서 본 연구에서 정밀조사 지역인 전남 영광군 백수읍 일대에서 획득하고 분석한 지표 및 시추공 물리탐사자료와 수리지화학자료를 데이터베이스로 구축하고, ArcView 스크립트어인 Avenue를 이용하여 데이터베이스 관리 및 시추공 3차원 가시화 인터페이스를 개발하였다. 이와 같은 지리정보시스템(GIS; Geographic Information System) 기반의 데이터베이스 구축과 사용자 인터페이스 개발로 다양한 종류의 해수침투 조사자료를 효율적으로 관리하고 통합할 수 있기 때문에 보다 정확하고 종합적인 분석이 가능할 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.573-573
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• 2009

지열에너지는 지구가 생성될 당시부터 지구 내부에 존재하는 무한한 열에너지로 온실가스 배출이 적으며 태양광이나 풍력 등 다른 신재생 에너지와는 달리 일정한 에너지를 공급할 수 있는 항상성 에너지로 기저부하를 담당할 수 있다. 지열을 이용한 전력 생산은 1904년에 이탈리아 라데렐로에서 처음으로 시작되었으며, 현재까지 화산지대를 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 2001년에서 2005년 사이에 전세계 지열발전용량은 약 13% 증가하였으며, 2005년을 기준으로 약 8,933MWe의 지열발전설비가 가동 중이다. 최근 들어 지하 심부까지 시추하여 지열저장소(geothermal reservoir)를 형성하고 이를 통해 지열에너지를 생산하는 새로운 시스템인 EGS(Enhanced Geothermal Systems)가 개발됨에 따라 비화산지대에서도 지열발전소를 건설하려는 움직임이 가속화되고 있다. EGS는 지하 심부의 불투수성 결정질 암반에 존재하는 지열에너지의 경제적인 생산뿐만 아니라 물을 주입하여 생산시키는 순환 방식을 이용하여 지열에너지 획득의 매개 역할을 하는 지열수의 고갈 문제를 해결하였다. 결정질 암반에서의 지열저장소의 형성은 암반 내에 분포하는 불연속면에서 주로 발생하며, 이를 위한 압력 조건은 현지 암반의 응력 분포 특성과 암반 및 불연속면의 물성에 좌우된다. 시추공을 통해 지하 심부의 암반에 수압이 가해지면 물의 주입으로 불연속면의 마찰력이 감소하며, 이로 인해 불연속면에 전단변형이 발생하게 된다. 전단변형은 불연속면을 열린 상태로 유지시켜 지열저장소를 형성하게 된다. 불연속면의 전단 변형시 발생하는 미소 탄성파는 시추공 주변에 설치한 모니터링 장비에서 측정되며, 모니터링 장비에 의해 측정된 미소 탄성파 발생 지점의 클러스터는 지열저장소의 공간적 분포 및 규모를 추정할 수 있는 자료가 된다. 현재 EGS를 이용한 지열발전 프로젝트는 프랑스 슐츠, 스위스 바젤, 호주 하바네로에서 대표적으로 진행 중이다. 슐츠는 현재 1.5MWe의 파일럿 플랜트를 가동 중이며, 하바네로는 파일럿 플랜트 건설 단계를 진행중이다. 스위스 바젤은 지열저장소를 형성시킬 목적으로 수행된 주입시험에서 발생된 문제에 대한 기술의 신뢰성을 확보할 목적으로 잠시 중단된 상태다. 제주도는 신생대에 분출하여 형성된 대표적인 한국의 화산지형으로 지열부존 가능성이 높을 것으로 예상되는 지역이다. 따라서 폐사는 지열에너지 부존 특성을 파악하기 위한 심부 물리 탐사 및 탐사정 시추가 실시될 예정이며 궁극적으로 국내 최초의 상용화된 지열발전소 건설을 목표로 하고 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.151-162
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• 2009

본 연구에서는 터널 설계구간의 대부분을 차지하는 미시추 구간의 지반 등급 분류를 정량적으로 수행할 수 있는 새로운 접근방법을 제안한다. 본 제안방법은 시추공에서 얻은 직접조사 결과와 시추구간의 전기 비저항 탐사결과를 이용해 인공 신경망을 학습시카고, 학습된 인공 신경망은 미시추 구간의 암반분류 등급을 추론하는데 적용된다. 지반등급 추론은 미시추 구간 영역에서 움직이는 격자형 창(window)의 중심점에서 이루어 지며 창내 귀속된 전기 비저항들은 추론을 위한 참고자료로 시용된다. 인공 신경망 학습은 최선 RPROP(Resilient backpropagation) 인공 신경망 학습 알고리즘과 early-stopping 기법을 이용하여 수행되었다. 본 연구에서는 실제 시추조사가 이루어진 터널현장에 제안기법을 적용하여 미시추 구간의 지반 등급을 추론하였으며, 전통적인 지구통계학적 크리깅(kriging) 기법에 의한 결과와도 상호 비교하였다. 결과적으로 본 연구를 통해 학습된 인공 신경망은 전통 크리깅 방법에 비해 매우 구체적이고 현실적인 예측결과를 제공하였다 또한, 인공 신경망 추론으로부터 얻어진 터널 종단 방향의 RMR과 Q-값의 분포에서는 전기 비저항 탐사로부터 추정된 취약지반 구간의 위치와 잘 일치하였으며, 두 값 상호간의 관계도 선행 연구 결과와 부합하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권4호
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• pp.101-109
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• 2001

다양한 지하 정보를 효율적으로 관리하고 사용자가 필요로 하는 형태의 정보를 쉽게 가공할 수 있는 공간 정보 시스템을 구축하기 위하여 시추 정보를 데이타베이스화 하였고 시추공, 광체, 터널, 채굴 공동 등의 지하 개체를 3차원으로 시각화하였다. 또한 여기서 만들어진 3차원 광체에 이용할 수 있는 분석 도구, 즉 수직 단면 생성 도구, 매장량 계산 도구 등을 제작하였다. 이 정보 시스템은 상응 GIS 소프트웨어인 ArcView의 스크립트 언어인 Avenue를 사용하여 개발하였으며, 사용자들이 실시간 질의와 개체의 다양한 조합 및 3차원 조망을 통해 지하 구조에 대한 정확한 분석 및 해석을 쉽게 그리고 신속히 할 수 있도록 하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권3호
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• pp.193-198
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• 2002

시추공간 파선 토모그래피에 있어서 결과물로 얻어지는 지하의 속도구조를 왜곡시키는 요인으로는 source static, 초동발췌오차 및 부적절한 초기속도 모델에 의한 국부적인 최소값으로의 수렴 등으로 요약된다. 본 논문에서는 이러한 오차생성 요인들 중에서 source static을 자동으로 보정해주는 알고리즘을 소개하고 있다. 소개된 알고리즘은 발췌된 초동자료의 송신기방향으로의 변화를 이용하여 정보정을 자동으로 계산하는 방법으로서, 실제 자료에 대해 적용해 본 결과 매우 만족스러운 결과를 보였으며, 사용자로 하여금 일관되며 자동적인 정보정 적용으로 인해서, 보다 신뢰할 수 있는 속도구조를 얻는데 도움을 줄 수 있을 것으로 예상된다.

• 터널과지하공간
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• 제18권4호
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• pp.263-271
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• 2008

3차원 탄성파 토모그래피 알고리즘으로서 Fast Marching Method와 프레넬 볼륨에 기반한 알고리즘의 현장 적용성을 검토하고자 댐 건설 예정부지에 3차원 토모그래피 탐사를 수행하였다. 재구성된 3차원 탄성파 속도 입방체는 실제 지층 구조와 매우 유사한 속도분포를 보였다. 또한 시추 시료의 RMR 자료와 탄성파 속도간 직접 상관관계 분석을 수행하여 얻어진 RMR 입방체는 미 시추 구간 대한 신뢰도 높은 암반분류 정보를 제공하는 것을 확인하였다. 3차원 탄성파 토모그래피의 현장 적용에 대한 충분한 가능성을 확인하였으며 향후 초동 주시 계산 및 역해 알고리즘의 개선으로 보다 경제적으로 향상된 탐사를 수행할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.135-144
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• 2020

국내에서 TBM 공법을 활용한 터널건설 시 점차 건설심도가 깊어지고 있으며, 이로 인해 상부 지반조사 단계에서 충분한 예측 정확도를 획득하기 위해서는 시추조사 및 물리탐사 비용이 증가하게 된다. 이러한 문제를 극복하기 위해 터널 시공 중 터널 굴착면 전방 예측을 위한 방법들이 제시되었다. 프로브 드릴링을 활용한 굴착면 전방 예측은 코어회수, 시추공 내부 이미지 등을 활용할 수 있는 장점이 있지만 실제 TBM 내에 설치가 어렵고 터널 막장 전체가 아닌 국부적인 지반만을 파악할 수 있다. TSP 등 탄성파를 활용한 방법은 100 m 이상의 긴 탐사거리를 가지지만 신호발생을 위해 발파를 사용하므로 세그먼트 라이닝, 백필 등의 안정성에 영향을 미칠 수 있다. TEPS를 포함한 전자기파 탐사는 지하수 층 등 전도성 있는 이상대를 파악하는 데 적합하지만 소구경 TBM에 설치할 수 있는 전극의 개수가 한정적이며 이는 탐사 범위의 감소 등을 야기한다. 본 연구에서는 전기비저항 탐사 시 굴착면에 설치되는 전극의 개수를 최소화하기 위해 TBM의 굴착면과 측면에 전극이 설치되었을 때에 대한 탐사 이론식을 제시하고 실내실험을 통해 검증하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.377-382
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• 2007

우리나라에서는 심부 소형 터널의 탐사를 위하여 여러 가지 탐사법이 응용되고 있다. 지금까지 탄성파 자료 처리에서는 주로 주시를 이용한 주시역산법이 많이 이용되어 왔으나, 측정 시추공간의 짧은 거리와 초동의 피킹 오차 등에 의해서 터널의 정확한 위치 해석은 매우 부정확하였다. 본 연구에서는 복수파동원에 의한 진폭법을 이용한 오차 토모그램 방법을 제안하였다. 이론 모형자료와 실제 현장 자료에서 여러 개의 파동원을 조합한 자료들을 이용하여 터널의 위치를 계산하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권4호
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• pp.187-199
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• 2016

연약지반의 층서 파악을 위해 대상 지역 전체에서 취득되는 다중채널 표면파 탐사(Multichannel Analysis of Surface Wave; MASW)와 지반에 대한 직접적인 정보를 제공하는 피에조콘 관입시험(Piezo Cone Penetration Test; CPTu) 자료를 지구통계학적으로 복합 분석하였다. MASW 자료는 지반 강성도와 밀접한 관계를 갖는 것으로 알려져 있는데, 2개의 측선에 대해 자료를 취득하고 연구 지역 시료의 실내시험을 통해 이를 확인하였다. CPTu는 대상지역 내 6개 지점에서 취득하였고 선단저항($q_c$) 및 간극수압(u) 자료에 지구통계학적 복합 분석을 적용하여 3차원 물성 분포를 확보하였다. 복합 분석은 MASW 자료와 선단저항 및 간극수압의 공간적 상관성에 따라 시뮬레이션 할 수 있는 순차 가우시안 공동 위치 시뮬레이션(Sequential Gaussian Co-Simulation; COSGSIM) 기술을 적용하였다. 분석 결과의 검증을 위해 CPTu 자료 취득 위치와 다른 2개 지점에서 시추가 이루어졌으며, 이 지점에서 SPT N 값과 시추 주상도를 확보할 수 있었고 이 자료를 복합 분석 결과의 지반 공학적 정확도 분석을 위해 사용하였다. 복합 분석을 통해 확보한 3차원 선단저항 및 간극수압 분포도의 신뢰성 검증을 위해 2개의 시추 지역에서 획득한 지반 조사 자료와 비교한 결과, 매우 상관성이 좋은 결과를 확인할 수 있었다.