• 지구물리와물리탐사
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• 제20권2호
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• pp.61-71
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• 2017

최근 도심 내 지반침하 사고가 증가하면서 지하공동 분포의 정밀한 조사를 위하여 지표레이다 탐사가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 지표레이다 탐사 자료의 일반적인 해석은 기초적인 자료처리만 적용된 후, 주관적인 분석이 수행되기 때문에 해석 결과의 신뢰도 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제를 개선하기 위하여 이 연구에서는 영상처리 분야 기술 중에 하나인 모서리 탐지 기법을 지표레이다 탐사 자료의 공동 및 파이프와 같은 강력한 회절원에 의한 이벤트에 적용시켜 그 특성을 분석하였다. 분석을 위하여 공동 또는 매설관로 등에 대해 얻어진 지표레이다 탐사 현장자료에 영상처리 기술을 적용하였다. 그 결과, 모서리 탐지 기법을 이용하여 공동 또는 매설관로 등의 회절원에 의한 주요 이벤트들이 효과적으로 분리되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 급격한 경사를 가지며 기록되는 강력한 회절원에 의한 이벤트와 달리 지반침하를 일으키는 공동은 비교적 넓은 규모를 가지고 있어 완만한 경사 이벤트로 기록되기 때문에 진폭변화에 따른 방향성 분석을 통해 회절원에 의한 이벤트들과 효과적으로 분리할 수 있었다. 효과적으로 분리된 결과들을 바탕으로 해석을 수행하게 되면 지하공동 분석 시 신뢰도를 향상시킬 수 있을 것이라고 생각한다. 향후, 이러한 기법들이 많은 현장자료에 대해 검증을 거친다면 방대한 양의 지표레이다 탐사 자료 해석의 반자동화에도 기여할 수 있을 것이라고 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권3호
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• pp.139-149
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• 2018

전기비저항 모니터링은 지하 매질의 시간적 변화를 파악하기 위한 효과적인 물리탐사법이다. 전기비저항 모니터링은 최근 정교한 자동측정 장비와 통신기술의 발달에 힘입어 지하의 시공간적 물성변화의 탐지를 위하여 널리 사용되고 있다. 이 연구에서는 지하 매질의 의미있는 시공간적 변화대를 효과적으로 해석할 수 있는 4차원 역산 알고리듬을 개발하였다. 4차원 역산의 문제점인 시간축을 따른 지나친 평활화 제한 문제를 극복하기 위하여 자료오차에 대한 시공간 모델제한을 일정하게 유지하도록 라그랑지 곱수를 자동으로 조정하였다. 또한 강조 모델제한자를 도입하여 보다 선명하게 지하의 시공간 변화대를 영상화하고자 하였다. 시간경과 모델에 대한 수치자료에 대하여 개발된 4차원 역산을 수행하여 개발된 역산 알고리듬의 타당성을 검토하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제25권4호
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• pp.189-200
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• 2022

도심지 도로에서의 지하공동 붕괴로 인한 지반침하 문제는 인명 및 재산 피해로 이어질 수 있기 때문에 이를 예방하기 위해서는 사전에 지하공동을 탐지하고 복구하는 과정이 필요하다. 지하공동 탐지는 주로 지표투과레이더(ground penetrating radar, GPR) 탐사를 통해 이루어지는데, 방대한 탐사 자료로 인해 해석에 많은 시간이 소모되고 전문가의 숙련도와 주관에 따라 해석 결과가 달라질 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 GPR 자료 해석 자동화 및 정량화 기법들이 연구되어 왔으며, 최근에는 딥러닝 기반의 해석 기법들이 많이 활용되고 있다. 이 연구에서는 딥러닝 기반의 GPR 자료해석 기법 중 쌍곡선(hyperbola) 신호를 탐지하는 과정에 대해 기존 연구에서 개발된 기법을 단계별로 실증 예제를 통해 설명하였다. 먼저, 쌍곡선 신호를 자동으로 탐지하기 위해서 딥러닝 기반 YOLOv3 객체탐지 기법을 적용했다. 다음으로는 column-connection clustering (C3) 알고리즘을 통해 쌍곡선 신호만을 추출하였고, 최종적으로 회귀분석을 통해 지하공동의 수평위치를 결정했다. YOLOv3 객체탐지 기법을 이용한 쌍곡선 신호 탐지 성능은 AP50 기준으로 정밀도 84%, 재현율 92%를 달성했다. 지하공동 수평위치 정확도는 4개 샘플에 대해 실제 위치와 약 0.12 ~ 0.36 m 정도의 차이를 보였다. 이를 통해 지하공동에 의해 나타나는 쌍곡선 신호에 대한 딥러닝 기반 탐지 기법의 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2009년도 학술대회 초록집
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• pp.67-70
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• 2009

송수신기 일체형인 소형 루프 시스템을 해저 전자탐사 기술의 적용 가능을 확인하는 과정의 시작 단계로 자기 쌍극자 송신원을 이용한 층서구조에서의 전자가 반응을 계산 하였다. 전도성인 해양 환경에서 측정되는 신호의 크기가 작은 한계가 있지만 전자기장 반응 해석을 통행 지하 하부의 정보를 얻을 수 있었다. 기반암 위의 층이 바닷물보다 저항성인 해저 지각인 경우와 전도성인 열수광상인 경우에 따라 반응이 달라짐을 확인하였고, 그 층의 두께에 따라서 변화하는 전자기 반응을 계산하여 탐지 가능한 층의 두께를 예상할 수 있었다. 송수신기가 모두 바다 속에 위치하기 때문에 송수신기의 배치 방법과 송수신기가 해저면에서 떨어지게 될 때 신호의 반응 변화를 파악하였다. 해양 소형 루프 전자탐사의 실제 적용을 위해서 이상의 연구들이 기초가 될 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권3호
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• pp.89-95
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• 2001

물리탐사분야에서 탄성파 기술의 최종 목적은 지하매질의 공간적 특성을 규명하는데 있으며 이를 위해 전문해석가들은 영상화된 탄성파 자료로부터 이벤트들의 연속성을 검토하여 불연속적인 면을 해석하게 된다 본 논문에서는 지하구조 해석에 사용되는 3차원 탄성파 이미지로부터 불연속면을 자동으로 추출하는 기법을 소개하고 있다. 본 논문에서 소개된 방법은 세 단계를 통해 수행된다. 첫번째 단계는 3차원 자료로부터 이벤트의 연속성을 coherency cube형태로 계산하는 과정이며, 두번째 단계는 이러한 coherency cube 로부터 불면속면의 존재 가능성이 높은 지역을 3차원적인 형상의 이진영상(binary image)으로 표현하는 과정이다. 세번째 단계는 앞에서 얻어진 이진영상으로부터 불연속면의 위치 및 연장성에 대한 정보를 찾는 단계로서 앞에서 얻어진 이진 영상을 세선화 과정을 통해 3차원 평면형태의 불연속면을 결과물로 얻게된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2000년도 정기총회 및 특별심포지움
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• pp.5-18
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• 2000

토양${\cdot}$지하수환경분야와 관련된 제도들이 최근 개정 움직임을 보이고 있는 시점에서 조사단계 및 처리단계이후의 유지관리분야에서 지구물리탐사분야의 중요성이 점차 인식되고 있다. 특히 토양${\cdot}$지하수오염과 관련하여 오염유발가능시설의 $80\%$가 농촌지역에 산재되어 있으나, 그 규모와 오염정도에 대한 조사가 제대로 이루어지지 않은 상태이다. 이에 따라 지하수의 수질은 점차적으로 저질화 되어가고 있으나 비가시적인 이유로 인하여 그동안 소홀히 다루어져 왔다. 또한 오염조사 및 오염복원 등이 제도적으로 뿌리내리지 못해 오염원의 범위, 정도 등을 확인하는데 많은 한계점을 드러내고 있는 현실이다. 최근 관계법령의 개정을 통해 보다 엄격하고 강화된 규제 및 책임을 법제화하는 일은 현재와 미래의 환경보전을 위해 다행한 일이라 하겠다. 특히, 지하수오염 등은 국가적인 불행한 일이므로 향후 토양${\cdot}$지하수환경에 막대한 영향을 미칠 오염인자에 대한 정밀실태조사가 시급히 이루어져야 할 것이다. 따라서 현재 개정을 추진하고 있는 토양환경보전법과 지하수법의 개정취지를 제대로 살리면서 환경오염에 능동적으로 대처하기 위하여 지구물리탐사분야와 지질조사분야에서의 다양하고 정밀한 조사를 위한 방법들과 내용에 대한 연구가 절실히 요구되고 있다. 또한 이와 더불어 오염부지 특성조사를 위한 절차 및 방법들이 구체적으로 법제화되어 할 것이다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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• pp.129-136
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• 2005

지하수 조사를 목적으로 시공된 시추공인근 지역에서 지표 비저항탐사, 비저항토모그래피 탐사를 실시하였다. 이들의 탐사결과로부터 기존 분석 자료인 기반암심도, 암반대수층, 파쇄대 등에 대하여 비교하였다. 지표 탐사로부터 충적 대수층 경계 해석을 위한 현장자료 취득에서 전극배열, 전극간격에 따른 지하구조 해석방법을 제시하였고 한계점을 검토하였다. 그리고 비저항 토모그래피 탐사결과로부터 두 시추공사이의 암반 대수층의 지하수 유동 통로와 관련된 지하구조 해석을 시도하였다. 그 결과 상기 탐사방법들이 기반암 심도, 충적대수층의 경계 및 암반대수층의 지하수 유동통로 등의 해석에 유용함을 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.155-165
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• 2002

본 논문은 영동선 동백산역에서 도계역사이를 연결하는 장대터널 (솔안터널)의 시공사례에 대한 연구결과를 제시하였다. 본 터널은 완공시 길이 16.2Km로 국내최장터널이 된다. 본 터널 현장은 단층, 공동 및 함탄층으로 구성된 지질학적으로 복잡한 지역에 위치한다. 2번사갱 굴착을 위하여 사전에 전기비저항탐사 및 지하레이다탐사 등의 지구물리학적인 탐사방법이 단층, 공동 및 함탄층을 사전에 찾아내는데 활용되었으며, 이 방법은 상당한성과가 있었다. 이 물리탐사결과 및 현지 시추자료는 터널 보강설계를 개선하기 위한 자료로 활용되었다. 강관다단 그라우팅 방법은 단층 및 공동이 발달한 지역에서 좋은 보강 및 그라우팅효과를 발휘함이 입증되었다. 함탄층에서는 스웰렉스 록볼트와 공내 몰탈 그라우팅을 병행한 방법이 효과적임이 확인되었다.

• 지질공학
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• 제15권1호
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• pp.41-55
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• 2005

이 연구는 물리탐사를 이용하여 청주 화강암을 기반으로 한 지역의 지반특성을 파악하는데 목적이 있으며, 시험지역으로서 충북대학교 건물동을 선정하였다. 또한 시험지역의 동쪽에 위치한 노두에서 관찰되는 소규모의 단층과 관입암의 발달 양상을 물리탐사를 통해 확인하고, 이에 따른 풍화정도를 탐사에서 얻어진 각종 물성자료들과 비교, 파악하였다. 조사지역의 지반은 표준 암반분류표를 이용하여 탄성파 속도 800 m/s를 기준으로 크게 풍화토층과 풍화암층으로 구분되며 이층들은 표준관입시험결과 각각 중-고밀도와 고밀도의 값을 갖는다. 풍화토층은 탄성파속도 500 m/s와 전기비저항 200 ohm-m를 기준으로 불포화/포화 풍화토층으로 세분되며 불포화 층은 지하투과레이다탐사 자료와의 상관해석 결과 건조층과 습윤층으로 더욱 세분할 수 있다. 불포화/포화 풍화토층의 경계는 지하수면의 경계에 해당하는 것으로 지하투과레이다탐사 결과 대략 5～6.2 m에 발달하는 것으로 보이며 이는 시추조사 결과와 잘 일치한다. 그러나 건물 기초의 지지면이 되는 기반암 경계는 파악하기 어려웠다. 신축부지 동편의 노두에서 확인되는 단층 및 관입암은 지하투과레이다탐사 결과에서 신축부지까지 연장되지 않는 것으로 확인된다. 저비저항와 저속도대로 특징되는 노두구간의 풍화등급은 지질공학 조사결과 "완전풍화"에 해당된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권11호
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• pp.93-105
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• 2018

지반 굴착에 따른 주변 지반의 침하 문제를 예측하고 평가하기 위해서는 지반침하 위험인자의 정확한 조사와 해석이 필요하다. 지반침하 위험인자를 조사하기 위한 비파괴조사방법에는 여러 가지 물리탐사방법이 있다. 하지만 이러한 물리탐사 방법에는 지하매질 특성에 영향을 미치는 요인들이 있으며, 실제 지반의 토질은 물리탐사에 영향을 주는 복잡한 요소들이 내포하고 있다. 따라서 흙의 공학적 성질에 대한 이해를 바탕으로 한 물리탐사 방법에 미치는 영향을 분석하는 접근이 필요하다. 이 연구에서는 실제 복합지반에서 다양하고 복잡한 요소들을 고려할 수 있도록 Test Bed를 구축하고, 수치해석을 통해 지반거동을 분석하였다. 또한, 지표투과레이더(GPR) 탐사를 통해 지반침하 위험인자 조사를 위한 한계성을 분석하였다. 그 결과, 개착식 굴착공사에 있어서 지반침하는 여러 가지 요인에 따라 발생 할 수 있으며, 특히 연약지반 조건일 경우에는 지하수위 흐름 변화에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 GPR의 중심주파수 250MHz인 경우, 전기전도도가 높은 점토 지반에서는 전자기파의 감쇠가 심하게 일어나서 땅속 깊은 곳(지표아래 4m)까지의 투과를 어렵게 만들며, 지하수위 아래에서는 지하수면을 전자기파가 통과함에 따라, 전자기파의 감쇠가 심하게 일어나는 것으로 나타났다.