• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.135-146
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• 2003

본 논문에서는 지반의 전단파 속도 주상도를 획득하기 위한 현장 시험법으로 표준관입시험 샘플러를 가진원으로 이용한 업홀 시험기법을 연구하였다. 제안된 업홀 시험은 지표면에 여러 개의 속도계를 시추 장비로부터 일정한 간격으로 한 줄로 배치를 하고 표준관입시험의 시료 채취기로부터 발생되는 진동원의 신호를 계측하여 지반의 전단파속도 주상도를 도출하는 방법이다. 여러 선행 실험을 통하여 확립된 업홀 시험 방법 및 결과 분석법에 대해 소개하였다. 진동원과 감지기간의 거리가 멀기 때문에 지반에서 진행되는 전단파의 진행 경로는 지반의 강성 변화에 근거한 굴절 경로를 적용하였다. 국내 3개 시힘 부지에서 수행한 업홀 시힘결과를 동일 부지에서 행한 다운홀, SASW시험 및 SPT-N치와 비교하여 봄으로써 제안된 업홀 시험의 현장 적용성을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제20권4호
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• pp.425-436
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• 2010

이 연구는 부산광역시 기장군 일광면 일대의 일광광산 주변에 위치한 절리암반에 대하여 추계론적 해석기법을 적용하여 삼차원 절리연결구조를 구현하고 절리의 기하학적 특성에 따른 광산배수 산성도의 특성을 고찰하였다. 절리 분포특성을 규명하기 위하여 산성광산배수 발생 가능지역을 중심으로 지표 선형조사선과 시추공영상촬영에 의한 절리조사를 실시하였다. 일광광산의 현장실험 암반에 대한 삼차원 절리연결구조 모델이 추계론적으로 구현되었다. 예측된 절리분포의 타당성을 검토한 결과 모사된 삼차원 절리연결구조는 현장암반의 절리 분포특성을 잘 반영하는 것으로 나타났으며 광산배수 유동에 대한 개관적인 개념을 제공할 수 있다. 현장에서 자연수 주입으로 산성배수를 유도하기 위한 주입공 1공 및 관측공 3공이 설치되었다. 총 29일 동안 주입공으로 투입된 자연수를 모니터링한 결과 절리연결구조에 따른 절리의 기하학적 모수와 산성광산배수 발생 간에 상관성이 있는 것으로 해석되었다. 절리주향의 상대빈도가 상대적으로 큰 방향으로의 관측공에서 높은 값의 pH를， 그리고 낮은 값의 $SO^{2-}_4$ 농도가 측정되었다. 전반적인 추세는 절리주향의 상대빈도가 증가할수록 pH는 로그함수적인 증가를 보이며 $SO^{2-}_4$ 농도는 로그함수적인 감소를 나타내며 높은 결정계수의 상관성을 갖는다. 절리밀도가 상대적으로 큰 방향으로의 관측공에서 낮은 값의 pH를, 그리고 높은 값의 $SO^{2-}_4$ 농도가 측정되었다. 전반적인 추세는 1-D 절리밀도가 증가할수록 pH는 음지수함수적인 감소를 보이며 $SO^{2-}_4$ 농도는 지수함수적인 증가를 나타낸다.

• 지질공학
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• 제30권3호
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• pp.327-345
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• 2020

본 연구는 제주도에서 각종 개발과정 중 발생되는 지반진동이 용암동굴에 미치는 영향에 대해 분석하고, 용암동굴의 효율적인 관리보존 대책을 마련하기 위해 수행되었다. 이를 위해 제주도 거문오름동굴계분포지역에서 암질별 RMR과 Q-system 암반분류를 통해 지반상태를 평가하였고, 시추공 내에서 발파를 수행하여 만장굴 및 용천동굴에서 진동속도를 측정하였다. 암반분류 결과와 진동속도를 분석한 결과 암질이 좋을수록 진동의 영향이 크고, 암질이 불량할수록 진동영향이 작게 나타나는 경향을 보였으나 지반불균질성 등의 이유로 선형관계가 뚜렷하게 나타나진 않았다. 진동시험 결과를 토대로 진동속도(PPV)와 진동레벨(dB(V))의 상관관계식을 도출하였으며, 생활진동규제기준(진동레벨 주간 65 dB(V), 야간 60 dB(V))을 만족하려면 진동속도가 주간 0.371 cm/s, 야간 0.285 cm/s인 것으로 계산된다. 야간 진동기준이 더 보수적인 값이므로 허용진동기준은 0.285 cm/s 이하로 설정될 필요가 있다. 연구지역에서의 발파진동추정식 결정을 위하여 자승근 환산거리 및 삼승근 환산거리에 대해 선형 회귀분석을 수행한 결과, 결정계수(R²)가 0.76 이상으로 나타나 양호한 신뢰성을 가지는 것으로 평가되었다. 도출된 발파진동추정식의 자승근 관계식을 적용하여 문화재 진동기준치인 0.2 cm/s를 만족하는 장약량을 산정하였고, 동굴에서 50 m 이격된 경우 2.88 kg, 100 m 이격된 경우 11.52 kg으로 계산되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.17-33
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• 2007

지반의 전단파 속도 주상도를 도출하는데 있어 다운홀 기법은 하나의 시추공을 이용하고 간단한 지표면 가진원을 사용하므로 매우 경제적이다. 그러나 실험을 통해 획득한 신호에서 전단파 성분의 도달시간 정보를 정확히 도출하지 못할 경우 최종 결과의 신뢰성이 떨어지게 된다. 따라서 다운홀 기법에 있어 최종 결과의 신뢰성을 높이기 위해 도달 시간 정보의 결정 방법에 대한 고찰은 매우 중요하다. 본 논문에서는 총 6가지 방법을 이용하여 다운홀 시험을 통해 획득한 신호에서 도달시간 정보를 획득, 비교하고자 하였으며 각 방법에 대한 효율적인 비교 및 검증을 위하여 유한요소 해석 및 실내 모형 토조 시험을 수행하였다. 유한요소 해석을 이용한 검증에서는 모델의 입력치와, 실내 모형 토조에서는 벤더 엘리먼트 시험 결과와의 비교를 통해 각 방법의 오차정도를 비교해 보았다. 초동 추정 방법의 결과는 다른 방법에 비해 오차정도가 매우 컸다. 다른 방법들 또한 획득 파형의 특성에 따라 오차 정도가 달랐으며 정확한 값을 제공하지 못하는 것을 볼 수 있었다. 그 중에서 상호상관법이 적용성이 가장 뛰어난 것으로 판단되었으며 현장 시험 데이터를 이용한 추가적인 검토를 통해 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.136-136
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• 2019

원형 실린더를 주변 흐름에 관한 연구는 오랜 기간 유체역학 전 영역에서 모형실험이나 수치모형으로 광범위하게 연구되었다. 이 흐름은 하천의 교각이나, 바다의 시추선과 같은 수공구조물 주변에서 관측된다. 난류와 와류가 공존하는 복잡한 특성 때문에, 이 흐름은 수공학에서 유사이송, 세굴, 오염물 확산 등에 영향을 준다. 본 연구는 실험실 수로에 설치된 원형 실린더(D=9cm) 후방의 근접 와류 구간에서(x/D<5) 유속을 ADV로 측정한 후, 난류 특성을 Power Spectral Estimation(PSE)와 Singular Spectral Analysis(SSA) 방법으로 연구하였다. PSE는 샘플 스펙트럼의 한계를 보완하고자 자료를 분할하고, window 함수를 적용하여 ensemble 평균을 구하는 경험적 방법이다. PSE를 이용하여 스펙트럼을 계산한 결과, 주 흐름 및 횡방향 흐름은 Inertial subrange에서 Kolmogorov의 가정과 일치하는 추세를 보였다. 그러나 수심방향 흐름의 스펙트럼은 -5/3보다 빠르게 감소하는 추세를 보였다. Inertial subrange 스펙트럼에서 난류 에너지 소산율은 원형 실린더에서 멀어짐에 따라 감소하는 추세를 보였고, 주 흐름방향과 횡방향 흐름은 비슷한 크기를 보였다. 난류 에너지 소산율과 동점성계수를 이용하여 Kolmogorov 길이, 유속, 시간 스케일을 계산했다. 난류의 운동에너지를 계산하기 위해 Triple decomposition 방법 중 하나인 SSA를 적용하였다. SSA는 유속행렬을 이용하여 고윳값과 고유벡터를 계산하고, 유속에서 기여도가 큰 부분을 추출하는 방법이다. SSA를 통해 실린더 후방 흐름에서 와류 성분과 난류 성분을 나누었다. 횡방향 흐름은 강한 와류로 큰 기여도를 갖는 고유벡터가 나타났지만, 주 흐름과 수심방향 흐름은 상대적으로 낮은 기여도를 갖는 고유벡터가 나타났다. 와류를 제외한 흐름에서 난류 운동에너지는 실린더와 멀어짐에 따라 감소하고, 흐름 중앙에서(y/D=0) 가장 큰 값을 보였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권1호
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• pp.19-28
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• 2007

이 연구에서는 심부 퇴적층의 S-파 속도구조 추정을 위하여 여러 지점에서 획득된 수신함수와 표면파 위상속도 자료를 이용하는 유전자 알고리즘 기반 복합 역산기법을 제안하였다. 이 방법은 서로 다른 지점에서 획득된 자료를 동시에 역산하기 위해, 역산대상 지역 내 모든 측점 상부의 지층 물성 - 특히 S-파 속도 -이 균열하다고 가정하는 방식으로 역산대상 지역 상부층의 층서적 연속성을 고려한다. 인공합성 자료를 이용한 수치실험 결과, 본 방법은 제한된 주기대역을 가지는 표면파 위상속도 자료만을 모델링 할 때 발생하는 심부 지층 물성정보에 대한 불확실성을 효과적으로 줄일 수 있음을 보여주었다. 또한 본 연구에서는 한 지점에서 획득된 지진파 기록으로부터 구해진 수선함수와, 일본 동경 중부지역에서 수행된 미소진동탐사로부터 획득된 두 개의 레일리파 위상속도 자료에 대해 제안된 기법을 적용하였다. 그 결과, 추정된 지하 구조는 선행된 탄성파 굴절법 탐사와 심부 시추공 자료와 잘 일치하는 양상을 보여주었다. 이러한 측면에서, 제안된 방법은 수신함수만을, 흑은 표면파 위상속도 자료만을 이용하는 개별역산에 비해 보다 정확하고 신뢰할 수 있는 모델을 제공하는 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.1-10
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• 2014

하천제방 누수측정 방법은 전기비저항탐사 및 GPR탐사 등이 사용되고 있으며, 하천설계기준에 의하면 제방의 누수 시 시추를 통한 제체재료의 투수계수를 측정하는 방법을 사용하고 있지만 전자의 경우 정확한 누수위치와 제체의 포화정도를 알 수 없으며, 후자의 경우 누수가 발생한 뒤 시추를 통한 조사방법으로 사전에 예측할 수 없다는 단점이 있다. 한편, 이동식 TDR센서는 2000년 이후 개발된 첨단화된 TDR기법으로서 관측공을 따라 측정센서를 연속적으로 유전상수를 측정함으로써, 기존 TDR기법과 달리 제방 깊이별 유전상수를 측정할 수 있는 효율적인 기법이다. 본 논문에서는 이동식 TDR(Time Domain Reflectometry)센서를 이용하여 제방누수 모니터링시스템의 성능을 평가하고자, 하상재료(모래) 및 제체재료(화강풍화토)의 다양한 비교실험을 수행하였다. 그 결과, 이동식 TDR시스템은 건조단위중량에 비해 함수비가 3배 이상 민감하게 반응하며, 이동식 TDR 센서를 사용하여 측정된 유전상수값은 지반의 함수비, 밀도와 일정한 상관관계를 나타내고 있음을 확인하였으며, 제방 누수탐사에 관한 기초자료로서 활용 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권4호
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• pp.236-249
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• 2002

본 연구에서는 종래의 지표 전기비저항 탐사자료의 3차원 영상화 알고리듬을 확장하여 여러 시추공을 이용한 3차원 전기비저항 토모그래피 영상화 알고리듬을 개발하였다. 개발된 알고리듬은 유한요소법을 이용한 3차원 전기비저항 모델링과 최소자승 역산 알고리듬으로 구성되며, 역산의 분해능을 높이기 위하여 ACB(Active Constraint Balancing)법을 채용하였다. 수치모형실험 및 분해능 분석을 통하여 3차원 전기비저항 토모그래피가 효용성이 높은 탐사법임을 알 수 있었으며, 지하구조에 대한 고분해능의 입체 영상을 획득할 수 있는 방법임을 입증하였다. 또한, 전기비저항 토모그래피에서 지형효과를 정확히 반영함으로써, 영상의 왜곡을 배제하여 더욱 정확한 지하구조 영상을 획득할 수 있었다. 현장자료에 대한 적용성 검토를 위하여 화강암 석산지역에서 획득한 3차원 탐사자료에 3차원 전기비저항 토모그래피를 수행한 결과 신뢰도 높은 3차원 전기비저항 영상을 획득할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제1권1호
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• pp.31-42
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• 1998

최근 시추공을 이용한 탄성파 토모그래피는 국내 토목분야지반조사에서 상당한 몫을 차지하고 있다. 비록, 발생원-수진기 배열 구간의 제한으로 인하여 기대된 탄성파속도 분포가 그만큼 왜곡된다고 하더라도 그의 분해능은 그래도 다른 지표 조사기법보다 우월하기 때문이다. 그런데, 국내 천부지질에서는 경암과 풍화암이 인접되고 있는 경우가 허다하며 더구나 일부 수진간격에서 굴절파의 도달이 초동으로 인식되어 토모그램의 분해능이 크게 저해될 수 있는 것이다. 이러한 문제에 근원적으로 대처하기 위해서는 초동주시 이외에도 측정데이터에 담겨있는 제반 탄성파 도달을 분석하고 또한 그에 대한 이해도를 높이는 것이 바람직하다고 하겠다. 예를 들면, 튜브파에 대한 분석은 절리의 존재 및 연장 상태 뿐만 아니라 물의 유동상태 판단에도 기여할 수 있는 것이다. 따라서 본 논문의 주요 내용은 지난 수년간의 현장응용 사례를 바탕으로 측정 데이터 자체를 이해할 수 있는 다양한 분석 및 해석 기법을 서술함으로써 지반 상태에 대한 판단력을 높일 뿐만 아니라 나아가서 불가피하게 발생되는 토모그램의 왜곡을 최소화할 수 있는 기본 자료를 제시할 수 있음을 보여주는데 있다. 튜브파 관찰에 의해 인식된 절리들은 텔레뷰어 이미지 및 수리측정 결과와 상호 비교하고 있으며 또한 발파점 및 수진점 기록을 활용하여 그들을 찾는 분석법을 제시하고 있다. 해성 실트질 점토에 대한 탄성파전달 연구는 그 지역의 토모그래피 응용을 위한 지침을 보여주고 있다. 한편, 측정데이터에서 관찰되는 주요 탄성파 도달을 수치모형실험과 상호 비교함으로써 초동 판단에 대한 이해도를 높이고 있다.

• 지구물리
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• 제3권2호
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• pp.99-112
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• 2000

전북 익산시의 쥬라기 화강암은 육안 식별이 가능한 단열이 비교적 적게 발달하고 균질하여 대형 석구조물 및 건축 재료로서 많이 사용되고 있다. 익산 쥬라기 화강암에 물리적인 힘을 가하면 어느 한 방향으로 잘 쪼개지는 결이 존재하는 것이 석공들에게 잘 알려져 있다. 이들 결은 서로 직교하며 취약한 순서에 따라 일결, 이결, 삼결이라 한다. 따라서, 익산 화강암의 물성은 사방정계적 대칭으로 표현될 수 있다. 사방정계의 탄성특성은 9 개의 독립된 탄성강성계수$(C_{1111},\;C_{2222},\;C_{3333},\;C_{2323},\;C_{1313},\;C_{1212},\;C_{1122},\;C_{2233},\;C_{1133})$로 기술된다. 익산 쥬라기 화강암의 정 및 동탄성학적 특징을 구명하기 위하여 화강암괴로부터 여섯방향의 시추공 시료를 제작하여 정탄성 실험과 동탄성 실험을 수행하였다. 정탄성 실험에서는 각 시료의 일축압축에 따른 세방향(축방향과 두 횡방향)의 변형을 측정하였고, 동탄성 실험에서는 각 시료 방향으로 진행하는 종파와 2 개의 수직방향으로 진동하는 횡파의 속도를 측정하였다. 일반 이방성 탄성지배공식으로부터 사방정계 경우를 유도한 결과를 이용하여, 실험 결과와 별도로 측정된 밀도를 사용하여 정탄성계수와 동탄성계수를 구하였다. 정탄성계수는 축응력이 증가함에 따라 탄성계수도 증가하며, 이들 중 24.5 MPa 의 축응력에 대한 정탄성계수가 상압 하에서 동탄성계수와 유사한 것으로 나타났다. 현미경관찰에서 일결, 이결, 삼결과 평행 또는 아평행한 균열들이 미세균열의 주종을 이루고 있는 것이 밝혀졌으며, 익산 쥬라기 화강암이 이방성 탄성특성을 가지는 주된 원인은 이들 미세균열로 사료된다. 이들 결과는 익산 화강암의 석재 이용 효율성을 증가시키는 데 이용되며, 석구조물의 비파괴 안전진단에 이용될 수 있다.