• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.86-92
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• 2006

정규화된 파동장을 이용하는 탄성파 전파형 역산법은 기존의 전파형 역산법에서 필요로 하는 탄성파원 예측으로 인해 야기되는 잠재적인 역산오차를 피할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 전파형 역산법에 가중 평활화제약을 추가하여 분해능을 높였으며, 모든 주파수성분을 동시에 역산하지 않고 주파수 별로 순차적으로 역산하도록 수정하였다. 새로운 방법은 간단한 2 차원 단층모델에 적용하여 검증하였다. 가장 큰 개선점은 적분감도에 기초하여 결정한 가중계수를 모델변수에 도입한 점이다. 모델변수에 가중계수를 적용하면 평활화제약을 선택적으로 완화할 수 있기 때문에 영상화 재구성 시 잘못된 영상을 줄이는데 효과적이다. 다중 단일주파수 역산은 다중주파수 동시역산을 대치할 수 있으며, 특히 작은 주파수부터 먼저 사용하는 순차적인 단일주파수 역산은 계산효율면에서 유용하다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권1호
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• pp.121-131
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• 2009

최근 상시 진동 탐사법은 횡파 속도 구조의 규명을 위하며 이용되고 있다 상시 진동 탐사법 중 공간자기상관(SPAC)법은 적어도 3 혹은 4개의 수신기에서 동시에 기록된 자료를 이용한다. 2sSPAC과 선형 배열 상시 진동법과 같은 수정된 SPAC법은 2개의 수신기 자료만 이용하여 횡파 속도를 추정할 수 있지만, 1.0 Hz 이상의 주파수 대역에 대한 공간 자기상판 계수가 불안정해지는 문제점을 가지고 있다. 4개의 서로 다른 크기의 삼각형 배열과 4개의 같은 크기의 삼각형 및 선형 배열을 이용한 상시 진동 측정치에 근거하여, 2 Hz 에서 4 Hz 혹은 5 Hz주파수 대역에 대한 SPAC 계수의 안정성을 증명하였다. SPAC 계수를 Bessel 함수로 회귀하는 방식으로 획득되는 위상속도는 5 Hz까지 일관성을 보여주었다. 공간평균법을 이용한 선형배열의 경우를 제외하고, 모든 자료는 SPAC법으로 처리되었다. 평행탄성파법 자료가 있는 시추공 주변에서 상시 진동 배열을 순차적으로 다른 시간에 적용하였다. 자료의 품질을 나타내는 지시자로 SPAC 계수의 허수 성분을 이용하였다. 자기상관 스펙트럼의 변화량 (어떠한 경우에는 기록된 파동장에 대한 육안 검사)에 근거하여, 측정된 자료를 '신뢰성있는(reliable)'과 '신뢰성이 없는(unreliable)'로 구분하였다. 그 후, 'reliable'과 'unreliable'로 구분된 자료와 모든 자료에 대하여 SPAC 스펙트럼의 허수 성분을 계산하고 비교하였다. 측점의 방위각 분포가 불충분한 경우 (선형 배열), 허수 성분 곡선은 불안정한 형태를 나타내었고, 이러한 결과는 불충분한 공간평균의 지시자로 간주할 수 있음을 의미한다. 하지만, 측정된 파동장이 낮은 일관성을 나타낼 경우에도 허수성분 곡선은 주목할 만한 불안정성을 나타내지 않았다.

• 지질공학
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• 제21권3호
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• pp.213-219
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• 2011

간척지를 대상으로 시간영역 전자 탐사를 수행하였다. 간척에 사용한 준설 토양은 인접 바다에서 채취한 해양 퇴적물 점토로서, 현재 준설층은 상부의 일부분만 고결된 상태이고, 그 하부는 점토와 해수가 혼재된 미고결 상태이다. 해양기원 퇴적 점토는 일반적으로 0.3 S/m 이상의 매우 높은 전기전도도를 갖는다. 연구지역은 암반 상부에 전도성 표토층이 두껍게 존재하는 환경으로서, TEM 탐사를 실시하여 전도성 표토층 하부에 존재하는 기반암의 공간적 분포를 파악하였다. TEM 탐사에서 사용된 송수신 배열은 $30m{\times}30$ m 동위치 송수신 배열이고, SIROTEM MK3의 이른 지연 시간대(0.050~20.575 ms)에서 TEM 반응을 측정하였다. TEM 자료에 대한 역산 결과를 시추 자료와 비교한 결과, 해성 점토로 구성된 준설층과 원지반 퇴적층의 전기비저항 값은 약 2 ${\Omega}$-m 이하로 해석된다. 퇴적층 하부에 존재하는 풍화암은 약 $10{\sim}20\;{\Omega}-m$ 범위의 전기비저항 값을 보이며, 연암은 약 70 ${\Omega}$-m 이상의 값을 갖는다. 지표로부터 풍화암까지의 심도는 26~58 m 범위이며, 풍화암의 하부에 분포한 연암의 심도는 지표로부터 46~75 m 범위를 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제27권4호
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• pp.230-242
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• 2017

이 연구에서는 국내 토목현장에서 수행된 하향식 탄성파탐사 및 굴절법 탄성파탐사 자료(177개)와 시추조사 시료(1,035개)에 대해 연암과 경암(보통암 포함)으로 분류한 후, 건설표준품셈과 지반조사표준품셈의 탄성파 속도에 의한 암반분류 기준을 비교하였다. 현장에서의 하향식 탄성파탐사 및 굴절법 탄성파탐사에 의한 탄성파 속도는 연암의 경우 1,400~2,900 m/s의 범위로 건설표준품셈 A그룹(1,200~1,900 m/s)과 지반조사표준품셈(1,200~2,500 m/s)의 기준보다 빠르게 나타났으며, 보통암과 경암의 경우 2,300~3,800 m/s의 범위로 기준범위와 유사하게 나타나는 것으로 나타났다. 실내암석시험에서 구해진 연암과 보통암~경암의 탄성파속도 또한 현장 탐사 결과와 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 암반 탄성파 속도와 품셈간의 상이점을 품셈이 절대적으로 옳다는 관점에서 본다면, 현장 탄성파 속도의 경우 하부지반의 영향을 받아 속도가 빨라지는 것과 실내암석시험의 경우에는 연암구간에서의 시료선별 시 무결암의 선별에 의한 것으로 여길 수 있다. 반대로 상이점의 원인을 품셈에 오류가 있는 것으로 본다면, 품셈상의 지층경계가 점이적이지 않은 뚜렷한 경계가 인위적으로 설정된 점, 지질 양상이 다른 외국의 기준을 그대로 차용하여 사용한다는 점, 품셈상 지층의 탄성파 속도에 대한 독립된 검증이 이루어지지 않은 점 등의 문제가 있음을 알 수 있다. 이 연구에서는 현장에서의 향후 이러한 검증 연구를 제안하며, 널리 쓰이는 품셈에 의한 지층분류에는 내포된 문제가 있음에 대한 인식이 중요하다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제2권2호
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• pp.86-95
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• 1999

이 연구에서는 적분방정식의 근사해를 이용한 3차원 모델링 알고리듬을 구성하고 그 효율성을 분석하였다. 전기장 적분방정식에 확장 Born 근사(extended Born approximation)를 적용시켜 알고리듬을 구성하였으며 모델링의 계산 속도를 향상시키기 위하여 Green 텐서 적분을 공간 주파수 영역에서 수행하였다. 이 방법은 연속 함수로 표현되는 전기전도도를 갖는 이상체에 대한 모델 계산을 가능하게 하고, Green 텐서 적분시 발생하는 특이치 문제가 발생하지 않는 장점이 있다 얇은 전도체에 대한 모델링 계산 결과를 적분방정식의 해와 비교하여 알고리듬의 타당성을 검증하였다. 전기전도도 물성차, 사용 송신원의 주파수에 따른 개발된 알고리듬의 분석을 통하여 물성차 1:16 정도, 사용주파수는 100 Hz-100 kHz까지 정확한 결과를 얻었다. 그러나, 확장 Born 근사는 송신원과 모델의 상대적인 위치에 따라 오차를 나타내었다. 한편, 연속적인 전기전도도 함수를 갖는 모델에 대한 이 알고리듬의 적용성를 알아보기 위하여 서로 다른 전기전도도를 갖는 두 이상체가 접합한 모델에 대하여 적분방정식의 해와 비교하였으며 양호한 결과를 나타내었다.

• 자원환경지질
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• 제43권3호
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• pp.259-267
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• 2010

국내에서 노멀전기검층은 지반조사, 지하수 환경조사, 지열조사, 지질조사, 광물자원 평가 등의 다양한 분야에서 널리 이용되고 있다. 노멀전기검층은 지표 전기비저항탐사법과는 달리 완전공간에 대한 자료를 취득하기 때문에 지표부근에 수위가 위치하는 시추공에서 자료를 취득하는 경우, 수위 및 지표에 대한 영향을 고려해야 한다. 이 연구는 노멀전기검층 존데, 전류리턴전극, 기준점전위전극, 시추공내 지하수위 등을 포함하는 실제 물리검층 환경과 동일한 조건에서 노멀전기검층을 시물레이션하여 지표 및 지하수 수위가 노멀전기검층에 미치는 영향을 분석하였다. 수치 모델링은 2차원 목표지향 자기적응 고차 hp 유한요소법(2D goal-oriented high-order self-adaptive hp finite element method)을 이용하였다(여기서 h는 요소의 크기, p는 노드에서의 근사 차수). 이 알고리듬을 이용하여 측정한 겉보기비저항의 오차가 1%보다 작도록 계산할 수 있는 최적 hp 격자를 구성함으로써 매우 정밀한 결과를 얻었다. 수치실험결과, 지표부근에서 취득한 노멀전기검층 자료는 기준점전위전극이 시추공에 가까울수록 자료의 왜곡이 증가하며 장노멀전기검층에서의 왜곡이 단노멀전기검층에서 보다 심함을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.277-286
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• 2002

터널을 설계함에 있어서 굴착방법이나 지보패턴을 결정할 때 어려움을 겪는 주된 요인은 현지 지반에 작용하는 응력조건 및 암반상태를 정확히 파악하는데 한계가 있기 때문이다. 현장 장비의 제약, 터널을 굴착 위치까지 접근성이 난이함 등의 기술적인 제약뿐만 아니라 최근에는 민원이나 각종 인허가 등으로 더욱 많은 제약요건이 존재한다. 그럼에도 불구하고 최근들어 대안설계나 턴키설계를 통하여 직접적인 시추에 의존하지 않더라도 미지의 산악터널구간에 대한 지반정보를 획득할 수 있는 고급화된 물리탐사기술이 눈부시게 발전하는 추세이며 이를 통하여 터널굴착구간의 암반에 대한 직 간접적인 지반정보를 입수할 수 있다. 인공신경망 (ANN)의 장점은 이러한 적은 양의 지반정보와 생물학적인 로직화 과정을 통하여 입력변수에 대한 보다 신뢰성있는 결과를 제공하여 준다는 것이다. 본 연구에서는 미지의 터널굴착구간에 대한 예비 지반정보를 입력항목으로 하여 인공신경망의 오류역전파 학습알고리즘기법에 의하여 학습된 패턴을 가지고 미지의 터널굴착구간에 대한 예비 암반분류 (RMR)를 수행하는데 그 목적을 두었다. 이를 위하여 연장 4km에 달하는 ${\triangle}{\triangle}$터널현장에 대한 인공신경망 모형적용시 입력자료에 대한 적정성을 사전 평가하였고, 그 이후에 물리탐사자료를 입력변수로 활용하여 미지의 터널구간에 대한 RMR을 예측하였다. 그 결과 자료의 일치성이나 예측 RMR에 대한 신뢰도가 높은 것으로 나타났으며, 향후에는 학습효과를 높이기 위한 입력변수의 민감도 분석 (sensitivity analysis)수행 및 모델과정에서 노출된 몇가지 문제점 보완등을 통하여 설계에 적극적으로 활용하고자 한다.

• 자원환경지질
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• 제40권1호
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• pp.67-85
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• 2007

제주도 동남부의 전기비저항 구조 및 지하수 분포 형태를 조사하기 위해 제주도 중산간에서 남동방향으로 해안 지역을 횡단하는 두 측선에 대해 인공송신원 자기지전류탐사를 수행하였다. 측점들이 위치한 지질학적 상황을 고려하여 세 종류의 일차원 역산 기법을 도입하였고, 해석의 신뢰성 향상을 위해 각 역산 결과를 비교, 분석하였다. 이 과정으로부터 도출된 제주 동남부의 개략적인 전기비저항 구조는 고비저항-저비저항-보다 저비저항을 갖는 3층 구조였다. 역산 결과와 측점 부근의 심부 시추 자료의 비교를 통해 제주도 동남부의 각 층별 암상이 개략적으로 추정되었다: 지질학적 층서의 관점에서 제 1층과 2층은 두께 100-250m의 현무암층에, 제 3층은 서귀포층 및 U층에 대응하는데, 서귀포층의 두께는 조사심도가 충분히 깊지 않고 서귀포층과 U층의 전기비저항 차이가 작기 때문에 추정할 수 없었다. 그러나 주대수층과 밀접하게 관련 있는 서귀포층은 제주도 동남부 지역의 경우 중산간 지역부터 해안 지역까지 뚜렷한 공간적 연속성을 보여주었다.

• 터널과지하공간
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• 제22권6호
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• pp.412-428
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• 2012

본 연구에서는 재개광을 계획하고 있는 (구)양양철광의 수갱광체를 연구대상으로 설정하고 이를 재개광하기 위한 운반시스템의 구축을 목적으로 광체 및 광체 주변의 지질구조와 구갱도 현황 및 신갱도 개설 계획을 3차원으로 모델링 하였다. 연구에 사용된 software는 GEMCOM사(社)의 GEMS로써 3차원의 매장량평가, 개발타당성 평가, 운영 관리용 프로그램이다. 2차원 지형도와 지표 지질도를 자료로 하여 지표 지형 및 지질을 3차원으로 모델링 하였으며 (구)양양철광 개발 당시 작성된 지질 단면도와 시추자료를 토대로 연구대상지역의 지질 구조 및 광체를 3차원적으로 생성하였다. 수갱광체는 충전된 채굴적, 공동, 잔광으로 구분하여 모델링하고 잔광부의 품위에 대한 시추 정보로부터 지구통계학적 기법을 적용하여 품위별 매장량 평가 결과를 얻을 수 있었다. 또한 기존 2차원 구갱도 개설 현황 자료를 이용하여 구갱도에 대한 3차원 모델링을 수행하였고, 무궤도 운반 시스템의 적용을 고려하여 신갱도의 크기와 배치를 3차원으로 설계하였다. 완성된 광체 및 운반 시스템의 3차원 모델을 이용하여 지하선광장의 위치를 선정하였다. 마지막으로 채취한 시료의 암석 물성값들을 기초로 광체 주위에 부존하는 물성을 암종별로 입력하고 지구통계학적 기법을 통해 미조사 부분에 대한 암석물성을 추정할 수 있는 3차원 공학적 모델링을 수행하였다. 이러한 과정을 통하여 얻어진 재개광 광산의 3차원 모델은 매장량 평가 및 개발계획 수립, 추가 탐사 지역의 선정이나 개발 계획의 변경 등의 문제들을 해결하고 체계적이고도 지속적인 광산 개발 기술 확립에 기여할 수 있을 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제17권6호
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• pp.493-502
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• 2007

암반의 수리적 특성 및 지하수 유동 양상을 파악하는데 요구되는 수리전도도맵 작성시, 투수시험 자료의 자료수 한계를 극복하고 수리전도도맵의 신뢰도 향상을 목적으로 물리탐사 결과 자료와의 병합툴을 개발하고 현장 적용해 보았다. 개발된 병합툴은 지구통계학적 최적화 시뮬레이션 기법 중의 하나인 모의 담금질 기법(Simulated Annealing)을 활용하였으며, 시뮬레이션에 필요한 전처리 과정과 후처리 과정을 포함한 4개의 모듈로 구성되었다. 파쇄대 수리특성의 파악 및 가시화를 위한 현장 적용 결과, 시추공 사이의 비조사 영역에서의 투수특성의 변화를 파악하는데 유용하게 적용될 수 있음을 확인하였다.