• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.51-56
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• 2008

등방성 매질에서의 파형역산에 대한 연구는 1980년대부터 꾸준히 이루어져 왔으나 이방성 매질에 대한 연구는 그렇지 못하다. 본 연구에서는 이방성 매질에 대한 시간영역 셀기반 유한 차분 모델링 기법을 이용해 2차원 TI 구조에서의 파형역산 알고리듬을 개발하였다. 반복적인 비선형 역산에서 최대 급경사 방향은 역시간 구조보정의 역전파 방법을 이용하여 간접적으로 계산하였고, 이를 정규화 시키기 위해 슈도-헤시안 행렬을 이용하였다. 본 연구에서 제시된 시간영역 파형역산 기법을 이방성 매질을 포함한 2층 구조와 이방성 Marmousi 모형 자료에 적용하고 이를 등방성 매질만을 고려한 기존의 파형역산 결과와 비교하였다. 본 연구의 결과를 통해 이방성 매질을 등방성 매질로 가정하고 파형역산을 수행할 경우 정확한 영상을 얻을 수 없기 때문에, 실제 탐사 자료의 파형역산을 수행할 경우 이방성 매질을 고려해야 좀 더 정확한 지하 구조를 파악할 수 있음을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제11권2호
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• pp.191-203
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• 2001

포천 화강암에 대하여 결의 방향성에 따른 역학적 이방성 및 미세균열의 발달관계를 규명하였다. 일축압축강도는 177MPa∼212MPa의 범위를, 탄성계수는 48GPa∼62GPa, 인장강도는 6.9MPa∼8.5MPa, 탄성파 속도는 3,200m/sec∼3,700m/sec의 범위를 보인다. 이방성 비는 역학적 특성에 따라 최소 14%에서 최대 24%이며 1결에 의한 영향이 가장 크게 나타난다. 미세균열의 방향성은 결의 방향성과 상당한 연관성을 가진다. 그러나 장석 내에는 결정의 방향에 따라 미세균열들이 발달해 있어서 결의 방향과는 상당한 차이를 보이나, 석영 내에는 연장성이 매우 좋고 결의 방향과 거의 평행한 방향으로 많은 미세균열들이 발달해 있어서 석영 내에 발달한 미세균열의 방향성이 결의 방향을 지배하는 것으로 사료된다. 차분 변형률 분석과 현미경 관찰에 의한 미세균열의 방향성은 대체로 결의 방향과 상당히 유사하나, 각각의 측정 방법에 따라 약간의 차이를 보인다. 이러한 결과는 차분변형률이 미세균열의 폭을 측정하는 반면에 현미경 관찰은 길이나 개수를 측정하기 때문인 것으로 사료된다.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.323-330
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• 2017

지하 지층의 확인은 지표면 지질조사, 시추코어 분석, 시추코어 관찰, 물리검층 자료 분석 등의 다양한 방법을 이용한다. 이 가운데 물리검층 자료는 원위치에서 연속적으로 물성을 제공하므로 시추코어 분석 자료와 더불어 지층의 확인에 활용되고 있다. 본 연구에서는 완전파형 음파검층과 밀도검층 자료에서 이방성 변수를 구하고 이를 이용하여 지층의 구분에 적용하고자 하였다. 톰슨 이방성 변수(${\varepsilon},\;{\delta},\;{\eta}$)는 바쿠스(Backus) 평균법을 P파와 S파 속도, 밀도검층 자료에 적용하여 계산하였다. 이와 같은 방법을 캐나다 블랙풋의 물리검층 자료에 적용한 결과, 12개 구간으로 지층을 구분 할 수 있 수 있었다. 즉, 탄성파 속도 이방성을 반영하는 톰슨 이방성 값의 변화에서 지층의 구분이 가능하였고 지층 구분에 많이 이용하는 자연감마선검층 자료가 없는 경우에도 톰슨 이방성 변수를 이용하여 지층 구분이 가능함을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권3호
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• pp.269-276
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• 2001

복합재료의 초음파검사는 매직의 탄성이방성으로 인해 빔스큐(beam skew)현상 등이 발생하기 때문에 등방성 재료의 검사에 비해 훨씬 어렵다. 그 동안의 많은 연구의 결과로서 이방성 재료 네 탄성파의 전파 현상에 대한 해석해법이 정립되어 있으나, 그 해석해가 매우 복잡하여 실제 문제의 해를 구하기 위해서는 수치적인 방법에 의존하여야 하는 경우가 많다. 본 연구에서는 횡등방 이방성(transversely isotropic)으로 가정할 수 있는 단일방향 섬유 복합재료 내 점원에 의한 초음파 전파의 해석해를 먼저 구하고, 이러한 복합재료를 질량-스프링 모델로 모델링하여 해석해에 상응하는 수치해를 구하였다. 그 결과, 초음파의 전파에 대한 수치해와 해석해가 매우 잘 일치하는 것을 확인하였다. 동일한 수치해석법을 사용하여 초음파가 복합재료의 자유표면에서 반사되는 현상과 균일에 의해 산란되는 현상에 대한 수치해도 구하였으며 그 결과를 파동역학의 관점에서 고찰하였다. 본 연구에서 그 유효성이 확인된 수치 모델은 복합재료의 초음파검사를 시뮬레이션 함에 있어 매우 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제2권4호
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• pp.209-214
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• 1999

트렌치를 이용하여 다성분 탄성파 탐사에 필요한 횡파를 발생시키는 현장 실험을 2개소에서 실시하였다. 실험결과 1개소에서는 트렌치 연장 방향에 직각 방향으로 양호하게 분극된 횡파를 얻을 수 있었으며 다른 한 곳에서는 횡파 생성에 실패하였다. 시추공 내에 설치한 3성분 지오폰 기록을 필터링, 에너지 balancing, 수평 및 수직 성분 자료의 가$\cdot$감산 등 전처리 과정을 거쳐 P파와 S파를 분리하였고, S파의 직접파 이벤트를 분석하여 매질의 이방성을 관측할 수 있었다. 분석결과에 의하면 $SH_{max}$ 방향이 남북 방향이었으며 이는 시추코어에서 관찰된 파쇄대 절리 방향과 같다는 사실을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제34권3호
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• pp.367-379
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• 2024

본 연구는 무등산 국립공원 주상절리대의 장기적 안정성을 평가하기 위하여 무등산 국립공원 기후 조건을 고려한 인공풍화 시험을 실시해 무등산 응회암의 물성 변화를 분석하였다. 이를 위하여 약 20년간의 무등산 국립공원 기후를 조사하였고, 이를 기반으로 동결융해 온도 조건을 -20~30℃로 설정하였다. 인공풍화에 따른 물성 변화는 탄성파 속도를 측정하여 분석하였고, 동결융해 40회 반복마다 측정하였다. 무등산 응회암의 생성기원과 균열 분포 등을 고려하여 탄성파 속도는 시료 축방향의 면과 방사방향을 일정 간격으로 구분하여 생성된 교차점 24곳에 대해 측정하였다. 초기 암석의 축방향 탄성파 속도는 5,187~5,367 m/s, 방사방향 속도의 경우 4,001~5,290 m/s로 나타났다. 동결융해 200회 반복 시험 결과 축방향 탄성파 속도는 MT-1는 5.53%, MT-2는 4.89%, MT-3은 5.36% 감소하였고, 방사방향 탄성파 속도의 경우 MT-1은 20.00%, MT-2는 17.02%, MT-3은 19.84% 감소하였다. 동결융해 반복에 따른 무등산 응회암의 탄성파 속도 감소율은 탄성파 속도가 느릴수록 크게 나타났다. 축방향 속도는 동결융해 120회 반복 이후 풍화의 가속화가 발생하였고, 방사방향의 경우에는 동결융해 시험 시작과 동시에 풍화가 활발히 진행된 것으로 판단된다. 결과를 종합하면 탄성파 속도가 느리면 인공풍화에 의한 탄성파 속도 감소량이 크게 나타나 풍화에 취약한 것으로 사료 된다. 이를 통하여 무등산 응회암과 주상절리는 생성 기원 등으로 인한 이방성이 뚜렷한 것으로 판단되고 무등산 국립공원 주상절리대 현장 조사 및 안정성 평가 시 이를 면밀히 조사해야 할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3C호
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• pp.159-166
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• 2008

흙은 변형률에 따라 강성이 감소하는 비선형적 변형 특성을 가지지만, 매우 작은 변형률 영역($<10^{-3}%$)에서는 선형탄성적 특성을 갖는다고 알려져 있다. 본 연구에서는 응력 경로 시험 중 실시한 다축 벤더엘리먼트 시험을 통해 다양한 응력 상태에서 사질토의 이방적 전단탄성계수를 측정하고, 그 변화를 분석하고자 하였다. 응력 경로 시험에서는 내부 변형률 측정 장치 및 3 방향의 벤더 엘리먼트가 부착된 삼축 시험기를 이용하였다. 전단 중 응력비가 -0.5~1.5의 범위를 벗어나게 되면 축 방향 전단탄성계수는 응력과의 경험적 상관관계와 차이가 발생하였고, 이로부터 시료의 항복이 전단파 전달 구조를 변화시킴을 알 수 있었다. 수평방향 전단탄성계수의 변화는 전단 중 체적 상태의 변화와 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권3호
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• pp.281-287
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• 2001

2차원 음향방출 위치표정에서 전통적인 방법으로 문턱 전압값을 설정하여 도달시간차를 측정함으로써 2개의 쌍곡선을 형성하는 데는 해당 구조물에서 직접 측정한 속도를 이용하게 된다. 복합재료 적층판과 같은 이방성 재료에서는 섬유의 배열방향에 따라 탄성계수가 변하므로 속도가 섬유의 방향성에 의존하게 된다. 따라서 임의의 위치에서 발생한 탄성파의 도달시간차 측정에 의한 위치표정의 오차가 커지며, 위치표정의 과정이 복잡해지는 것을 피할 수 없다. 본 연구에서는 전통적인 음향방출 위치표정에서 쌍곡선의 2중 교점의 오차를 정정하기 위해 사용되어야 하는 제 4의 센서를 사용하지만 속도변화에 기인하는 위치표정의 오차를 줄일 수 있는 방법으로 수치해석에 의해 비선형방정식을 풀어내는 위치표정 알고리즘을 제안하였다. 또한 제안된 방법이 전통적인 방법에 비해 이방성 판에서의 2차원 위치 표정을 보다 간단하게 수행하고, 정확도를 향상할 수 있는 방법임을 실험적으로 입증하였다.

• 지질공학
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• 제11권2호
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• pp.215-227
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• 2001

충북 보은 일대에 분포하는 옥천계 지층 및 중생대 화강암을 대상으로 기반암의 지진파 속도 및 시편으로부터 3차원적인 지진파의 전달속도를 측정하고, 이의 결과 자료를 비교분석 하였다. 야외에서 측정된 P파의 평균속도는 불국사화강암이 2697m/s로서 최대이고 구룡산층2에서 861m/s로 최소의 속도를 보인다. 각 방위에 따른 P파의 이방성을 암종별로 비교하면 불굴사화강암에서 최대치(81%)를 장리층에서 최소치(46%)를 보이고, 8곳의 평균 이방성지수는 68.5%이다. 시료에서 측정된 P파의 평균속도를 비교하여 보면 구룡산층1, 구룡산층2,창리층 및 문주리층2에서 5000m/s이상이며, S파의 경우도 동일한 시료에서 3500m/s 이상의 높은 속도가 측정되었는데 이는 야외의 경우보다 3∼5배의 빠른 속도를 나타낸다. 또한 P파의 이방성지수는 불국사화강암과 구룡산1에서 60% 이상의 높은 수치를 보이나 다른 시료에서는 30%이하의 낮은 수치를 보인다. 이 수치는 야외에서 측정된 P파의 평균이방성지수 68.5%보다 현저히 낮은 수치로서 야외에서 측정된 P파의 방향에 따른 속도 차이가 시료의 경우보다 현저히 높았음을 뜻한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.47-54
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• 2006

비고결화된 흙의 전단파 속도는 모세관 현상을 무시할 수 있는 경우 유효응력의 함수로 표현할 수 있다. 그러나 지반에서의 응력상태는 등방성인 경우보다는 이방성인 경우가 대부분이므로 이러한 유효응력은 파가 전파되는 방향과 입자가 움직이는 방향의 두 가지로 나눠진다. 또한, 전단파 속도는 입자 특성에 따라 실험적으로 결정되는 ${\alpha}$계수와 ${\beta}$지수에 영향을 받는데 ${\beta}$지수의 경우 입상 매질(particulate material)의 접촉 특성(입자크기, 입자모양, 입자들의 구조)에 따라 결정되며, ${\alpha}$계수는 패킹(packing)의 형태(즉, 간극률과 coordination number), 입자를 만드는 재료의 특성, 입자간의 접촉 거동, 구조의 변화에 따라서 변화한다. 본 연구에서는 입자구조의 특성이 다른 점토, 모래, mica등의 재료로 압밀시험을 실시하고 벤더 엘리먼트를 통하여 유효응력 방향과 입자 이방성에 따른 전단파 속도를 측정하였다. 연구 결과, 둥근 입자로써 입자자체가 등방성인 경우에는 응력이방성에 의하여 전단파 속도의 크기가 달라지는 것으로 나타났다. 또한 전단파 속도는 동일한 응력 하에서 입자 배열에 의존하는 것으로 나타났다. 이번 연구는 지반구조물의 설계와 시공 시 전단파 속도와 전단탄성계수는 매우 신중하게 계산되고 사용되어져야 함을 제시하고 있다.