• 한국항해항만학회지
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• 제42권6호
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• pp.427-436
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• 2018

본 논문에서는 긴 파이프 이뤄진 세장형 부이 구조물의 파랑 중 거동특성에 관한 모형시험과 수치해석 연구를 수행하였다. 대상 부이 구조물은 긴 파이프를 기본 뼈대로 하여, 상부구조물, 부력재, 중력식 앵커로 구성된 아티큘레이트(Articulated)형 부이 구조물이다. 대상 해역인 서해에서의 본 부이 구조물의 생존성을 평가하기 위하여, 축척비 1/22의 축소 모형을 제작하여 선박해양플랜트연구소 해양공학수조에서 일련의 모형시험을 진행하였다. 이 때 50년 재현주기의 극한파 조건을 고려하였으며, 또한 조류 및 주기 효과를 검토하기 위하여 추가적인 실험을 수행하였다. 생존성 평가를 위한 주된 평가항목으로는 구조물의 거동, 앵커 지지력, 침수 횟수를 고려하였다. 모형시험 결과와의 상호검증을 수행하기 위하여 상용계류해석 프로그램인 OrcaFlex를 이용하여 수치 시뮬레이션을 병행하였다. 평가결과로써 먼저 조위차에 따른 본 부이 구조물의 거동 특성에 대해 살펴보았다. 고조위와 저조위 조건에서의 종동요 응답, 앵커지지력의 변화를 살펴보았으며, 수치 시뮬레이션 결과와의 직접 비교 검토하였다. 두 번째로는 파도 주기와 조류의 유무에 따른 부이 구조물의 응답 특성 변화에 대해 고찰하였다. 세 번째로는 상부구조물의 침수와 관련하여 비디오 분석을 통한 침수 횟수를 수치해석 결과와 비교 제시하였다. 마지막으로 모형시험에서 직접 계측하지 못한 구조응답과 관련하여 수치 시뮬레이션 결과를 제시하고, 극한파 중 구조적 안전성에 대해서 논하였다. 일련의 생존성 평가 연구를 통하여 본 부이 구조물의 극한파 중 거동 특성에 대해 살펴볼 수 있었으며, 파도, 조류, 조위차에 따른 민감도 특성을 통해 본 부이구조물의 취약점 및 활용성에 대해 고찰해 보고자 하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권2호
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• pp.127-136
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• 2008

울릉분지에서 가스하이드레이트 부존 유망지역 파악을 위하여 2005년과 2006년에 탐해2호를 사용하여 2차원 및 3차원 탄성파 탐사를 수행하였다. 탐사장비는 항측시스템, 기록시스템, 스트리머 케이블, 음원 등으로 구성되었다. 주로 1,000 m 이상의 대수심 환경 및 해저면 하부 500 msec 구간에서의 속도분석의 신뢰도를 고려하여, 3 km 길이의 스트리머와 1,035 $in^3$ 용량의 동조 에어건 음원을 사용하였다. 현장탐사자료취득과정에서 음원파형분석, 2차원 저급중합, RMS 잡음 분석, 주파수-파수 스펙트럼 분석 등의 일련의 품질관리를 수행하였다. 음원의 품질기준 적합성을 검토하기 위하여 음원파형을 계산하고, 건제거시험을 통하여 에어건 고장시의 음원파형변화를 확인하였다. 실시간 품질 분석을 통하여 일부 탄성파 자료에서 너울잡음, 패러티 오류, 스파이크 잡음 및 조목잡음 등을 확인할 수 있었지만, 탐사자료의 품질이 전반적으로 양호함을 확인할 수 있었다. 특히 3차원 탐사 시 불가피한 현장상황에 의해 조목잡음의 영향을 받은 탐사자료에 대해 FK 필터링 및 누락 트레이스 복원 기법을 적용한 품질향상 결과를 제시함으로써 취득자료의 적합 판정 및 현장 탐사 지속이 결정될 수 있었다. 탐사자료가 품질기준을 벗어나는 탐사해역에서도 현장자료처리를 통하여 잡음제거 가능성을 제시함으로써 해양탄성파탐사의 효율성을 높일 수 있다.

• 생태와환경
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• 제42권1호
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• pp.85-94
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• 2009

용담댐 저수지에 설치된 대류식 순환장치에 대한 현장 조사 결과에 의하면 수평방향의 직접영향권은 성층 강도에 큰 영향 없이 반지름 $7{\sim}10m$에 이르는 것으로 조사 되었으며 수직방향으로는 성층강도에 따라 또는 가동기간에 따라 조금씩 달라지는 것으로 나타났다. 즉 가동시간이 길어짐에 따라 하층에서 올라온 수온이 낮은 수체는 보다 깊게 먼 곳까지 이동하는 것으로 나타났으나 성층을 깨지는 못하는 것으로 나타났다. 2008년 현장에서 실측 조사한 결과와 CFD모사 결과에 의하면 이런 조건에서 한 달을 가동하면 하층에서 올라온 수체가 대류식 장치 주변으로 수심 8 m, 지름 120 m의 수층을 이루게 되며 50일을 가동하면 수심 10 m, 지름 130m의 수층을 이루는 것으로 평가되었다. 대류식 순환장치가 설치된 지역에 대한 CFD모사를 하기 전에 이 지역의 흐름특성을 평가하였다. 대상 지역의 흐름은 연중 크게 3가지로 구분되었으며 각각의 경우 유량은 다르지만 저수지 수체의 흐름 속도는 모두 $0.05{\sim}1.5cm\;sec^{-1}$로 나타나 CFD모사시에 저수지 흐름을 고려하지 않아도 될 것으로 평가되었다. CFD를 이용한 수체거동 모사결과 순환장치로부터 3m지점에서의 유속은 $0.25m\;sec^{-1}$를 나타냈고, 5m지점에서는 $0.2m\;sec^{-1}$를 나타냈다. 현장 실측 결과와 비교시 유속은 모사 결과가 조금 크게 산정되는 것으로 나타났으나 향후 보다 많은 자료를 확보하여 비교해 보아야 할 것으로 판단되었다. 반면 영향범위는 반경방향으로 10 m지점까지는 직접영향을 받고, 그 보다 먼 지점은 간접영향권임을 나타내고 있어 이는 모사결과와 실측치 간에 일치하는 것으로 나타났다. 수면에서의 온도분포는 순환장치로부터 분출된 저온의 물이 반지름 약 10 m지점까지는 수온변화에 영향을 미치는 직접영향권인 것을 알 수 있다. 이상과 같이 모사 결과는 현장에서 실측한 것과 유사한 결과를 나타내므로 결과의 신뢰성이 높은 것으로 판단되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.351-373
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• 2019

인공위성이 관측한 해수면 높이 자료를 활용하여 울릉분지 일대에서 발생하는 냉수성 소용돌이들을 1993년부터 2015년까지 Winding-Angle 방법을 이용하여 탐지하고 분류하였다. 냉수성 소용돌이들 중에서 동한난류 사행의 첫 번째 골에서 형성되어 동쪽으로 흐르는 해류의 주경로로부터 남서쪽으로 떨어져 나온 독도 냉수성 소용돌이(Dokdo Cold Eddy, DCE)를 구분하였고, 그 이동 특성을 분석하였다. 또한 국립수산과학원(National Institute of Fisheries Science)이 관측한 수온과 염분 자료와 Hybrid Coordinate Ocean Model의 수치모의 결과를 이용하여 DCE 중심 근처에서 수온과 유속의 수직구조를 살펴보았다. DCE는 23년 동안 총 112개 발생하였고, 이 중 39개의 DCE가 서쪽으로 이동하여 한국 동해안 근처 연안에 도달하였으며, 평균 이동 거리는 250.9 km, 평균 수명은 93일, 평균 이동 속도는 3.5 cm/s였다. 나머지 73개의 DCE는 동쪽으로 이동하거나 생성된 위치 주변을 맴돌다가 소멸하였다. DCE 아래 50~100 m에서 수온(T)과 염분(S)이 주변보다 낮아(T < $5^{\circ}C$, S < 34.1) 등온선들과 등염선들이 돔(dome, 반구형으로 된 지붕 모양) 구조를 보였다. 또한 DCE의 중심에서 평균 38 km 떨어진 곳에서 10 cm/s 이상의 해류가 표층부터 수심 300 m까지 반시계방향으로 원을 그리며 흐른다. 동한난류가 이안하여 동쪽으로 흐르다가 울릉도 북쪽에서 울릉도를 끼고 시계방향으로 흘러서 사행을 시작하고, 울릉도 동쪽에 위치한 사행의 첫 번째 골이 남서쪽으로 깊이 파고들면, 해류사행의 마루와 마루가 연결되고 골 부분이 독립적으로 떨어져 나와 반시계방향 순환을 형성하면서 DCE가 생성된다. DCE가 서쪽으로 이동할 때 울릉 난수성 소용돌이(Ulleung Warm Eddy, UWE)의 가장자리를 따라 우회하여 시계방향으로 U 모양을 그리며 한국 동해안 쪽으로 이동한다. DCE가 연안 부근에 도달하면, 동한난류는 냉수성 소용돌이 보다 더 남쪽에서 이안하고, 냉수성 소용돌이의 가장자리를 따라 우회하여 북쪽으로 흐른다. 연안에서 독도 냉수성 소용돌이가 약화되고 약 30일 후에 소멸하면, 동한난류가 다시 한국 동해안을 따라 북쪽으로 흘러서 본래의 경로를 회복한다. DCE는 열과 염을 북쪽에서 남쪽으로 꾸준히 수송하고 울릉분지 남서쪽에 냉수해역 형성에 도움을 주며, 양의 상대와도를 가지고 와서 동한난류의 경로를 변경시키는 역할을 한다. 서쪽으로 이동하는 DCE 중에서 일부는 연안 냉수성 소용돌이와 병합되어 울릉분지 서쪽에 넓고 긴 냉수해역을 만들고 반시계 방향의 순환을 형성한다. 이와 같이 병합된 소용돌이는 북쪽에 UWE를 남쪽에 동한난류로부터 분리시킨다.

• 생태와환경
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• 제51권1호
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• pp.60-70
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• 2018

주요 수계를 중심으로 한강 수계 (남한강, 북한강, 한강본류, 안성천, 기타) 442지점, 낙동강 수계 (낙동강, 형산강, 태화강, 기타) 305지점, 금강 수계 (금강, 삽교천, 만경강, 동진강, 기타) 199지점, 섬진강 수계 (섬진강, 기타) 102지점, 영산강 수계 (영산강, 탐진강, 기타) 102개 그리고 제주 수계 7개를 합쳐 총 1,157지점에 대하여 저서성 대형무척추동물의 분포현황을 정리하여 데이터화하였다. 전체 조사지점에서 한강 141과, 낙동강 122과, 금강 115과, 섬진강 106과, 영산강 113과 그리고 제주 수계에서 50과 조사되어, 총 151과가 출현한 것으로 나타났다. 저서성 대형무척추동물의 출현을 살펴보면, 깔다구과가 가장 우점하여 20.8%를 차지하였으며, 줄날도래과는 17.1%, 꼬마하루살이과는 12.6%, 실지렁이과는 10.3%, 납작하루살이과는 8.6%, 알락하루살이과는 6.3%, 물벌레과는 2.7%, 갈래하루살이과는 2.4%, 플라나리아과는 1.7%, 그리고 각다귀과는 1.6%를 차지하였다. 저서성 대형무척추동물이 서식하는 하상은 모래 (22.6%), 자갈 (21.4%), 굵은 모래 (19.0%), 큰 자갈 (18.4%), 진흙 이하 (10.5%)와 큰 돌 (8.2%)로 이루어졌다. 수계의 평균 하폭은 133.5 m, 수폭은 61.7 m로 조사되었다. 수계의 평균 수심과 유속은 각각 30.2 cm, $33.1cm\;s^{-1}$이었다. 수계에 분포하는 저서성 대형무척추동물의 분포특징을 집괴분석으로 살펴본 결과 조사지에 출현한 저서성 대형 무척추동물의 분류군의 출현빈도에 따라 6그룹으로 나뉘어졌다. 이는 조사지역의 고도, 유속, 및 하상구성 특성과 밀접한 관계를 가지고 있었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권3호
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• pp.1-8
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• 2007

당뇨병성 신경병증은 당뇨병성 신증, 당뇨병성 망막병증과 함께 당뇨병의 가장 흔한 합병증 중의 하나로 임상에서는 신경전도검사(nerve conduction velocity: NCV)를 실시하여 신경병증의 유무를 진단한다. 그러나 신경전도검사는 피부에 직접적으로 최대 100mA의 전기자극을 가하므로 피검자가 놀라거나 고통을 호소하는 경우가 많다. 본 논문에서는 $TcpO_2$를 이용하여 비관혈적으로 신경병증이 있는 그룹과 정상인 그룹 간의 $TcpO_2$와 $SpO_2$의 차이를 확인하고, $TcpO_2$와 $SpO_2$가 어떠한 관계인지 살펴보았다. 또한 $TcpO_2$ 측정방법을 당뇨병성 신경병증의 새로운 조기 진단 방법으로 제안하고자 하였다. 실험은 정상인 50명과 NCV를 통해 신경병증으로 확진 받은 당뇨병 환자 50명을 대상으로 하였으며, 분석 파라미터는 $TcpO_2$, $TcpCO_2$, $SpO_2$이었다. 측정결과 $TcpO_2$는 정상인과 당뇨병성 신경병증 환자 그룹 간에 손과 발에서 모두 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.01). $SpO_2$는 검지에서는 정상인과 당뇨병성 신경병증 환자 간에 통계적으로 차이가 없었지만(p>0.05), 엄지발가락에서는 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 손가락의 $SpO_2$와 손의 $TcpO_2$는 상관관계가 0.400(p<0.01), 발가락의 $SpO_2$와 발의 $TcpO_2$는 0.471(p<0.01)로 통계적으로 유의한 상관관계를 발견하였다. 정상인과 당뇨병성 신경병증 환자 그룹 간에 손과 발의 $TcpO_2$ 방법의 민감도는 66%, 특이도는 92%로 나타났다. 본 연구를 통해서 $TcpO_2$ 방법이 신경병증의 유무를 확인할 수 있는 사전검사 도구로 사용이 가능할 수 있으며, 주기적인 $TcpO_2$ 검사를 통해 혈관폐색과 신경병증을 조기에 발견할 수 있어 당뇨병으로 인한 혈관폐색과 신경병증을 조기에 진단 할 수 있는 유용한 방법이 될 것으로 사료된다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권1호
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• pp.24-34
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• 2017

등학교에서 사용되는 고급지구과학 교과서에서는 서풍이 대규모 산맥을 넘어갈 때 풍하측에 파동이 발생하는 현상을 개략적인 그림으로 제시하여 간략히 이론적으로만 설명하고 있다. 이 현상은 편서풍 파동 현상으로 산을 넘어가는 공기 기둥의 소용돌이도(잠재와도) 보존 이론으로 설명될 수 있다. 그러나 우리나라와 같이 소규모 산맥이 존재하는 지역에서 관측자료를 바탕으로 중규모 편서풍 파동 현상에 대한 사례 연구는 부재하였다. 또한 서풍에 의한 파동이 형성되는 조건인 산맥의 폭과 길이에 따라 서풍의 풍속, 지속시간을 명확히 규정한 선행연구는 미미하다. 따라서 본 연구에서는 우선적으로 소백산맥을 대상으로 근처의 지표 관측소에서 관측한 지역별 상세관측자료를 이용하여 파동이 실제로 형성되는 지 확인하였다. 또한 소백산맥에 의하여 지표 근처에서 서풍 파동이 생성되기 위한 서풍의 최저속도인 임계 속도를 이론적으로 유도하여, 대략 $0.6m\;s^{-1}$의 값을 구하였다. 더 나아가 기상청 2014년 지역예보모델의 4-차원 자료동화 자료를 추가하여 소백산맥 풍하측 서풍 파동 발생의 연중 빈도와 서풍 파동의 진행 발달과정을 고도별로 분석하였다. 발생한 서풍 파동은 meso-${\beta}$ 또는 -${\gamma}$ 규모였다. 파동의 생성 및 소멸은 풍속 또는 풍향과 밀접한 관계가 있으며, 풍속이 감소함에 따라 산맥에 의한 서풍 파동은 점차 소멸되었다. 서풍이 강할수록 상층에 meso-${\beta}$ 규모의 파장을 갖는 와도 생성 비율이 높았다. 분석 범위를 동아시아 권역으로 넓혔을 때 중국 동북부 옌산 산맥에서도 서풍 파동 현상을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 유체지구에 대한 이론과 현상의 이해, 특히 우리나라 산맥에 의해 발생하는 대기의 파동 현상을 실제 관측 자료를 바탕으로 이해를 돕는 교육 자료로 활용될 수 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권2호
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• pp.152-171
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• 2019

본 연구는 한남금북정맥과 금북정맥을 대상으로 정맥에서 생성되는 찬공기의 특성을 분석하고 이를 관리하기 위한 방안을 마련하였다. 또한 한남금북정맥에 위치한 청주시를 대상으로 상세 찬공기 흐름을 파악한 후 관리전략을 제안했으며, 청주시 내에 설치된 지상기상관측소의 관측자료를 이용하여 정맥의 야간기온저감 특성을 분석하였다. 찬공기 특성 분석을 위해서 독일에서 개발된 KALM(Kaltluftabflussmodell) 모형을 활용하여 야간 6시간 동안 생성되는 찬공기 흐름 및 풍속, 그리고 찬공기 층 높이를 파악하였다. 분석 결과, 시간이 경과함에 따라 정맥에서 생성되는 찬공기는 강해졌으며, 특히 한남금북정맥의 서쪽과 금북정맥의 북쪽에서 뚜렷하게 나타났다. 찬공기 생성 360분 경과 후에는 평균적으로 약 0.45m/s의 찬공기 풍속이 분석되었으며, 최대 2.70m/s의 풍속이 관찰되었다. 찬공기 층 높이는 평균적으로 104.27m, 최대 255.00m의 두께로 쌓였다. 청주시의 찬공기 흐름의 풍속은 상당구가 0.51m/s로 평균적으로 높게 나타났으며, 찬공기 층의 높이는 흥덕구가 48.87m로 높게 분석되었다. 야간기온저감 효과 분석 결과는 찬공기 층이 높은 청남대관측소($-3.8^{\circ}C$)에서 저감정도가 가장 크게 나타남으로써, 정맥에서 생성된 찬공기의 영향이 야간기온저감에 효과를 미치고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 찬공기 특성 분석 결과를 바탕으로 찬공기 생성이 활발한 정맥의 주요 산지 일대를 '온도조절기능 보전지역'으로 지정하여 현재의 산림 및 지형 보전에 대해 제안했으며, 생성된 찬공기의 흐름을 원활하게 해주는 지역을 '온도조절기능 확대지역'으로 지정하여 정맥의 기능을 보완할 수 있도록 제안하였다. 본 연구의 결과는 한남금북정맥과 금북정맥의 체계적인 관리계획을 수립하고, 향후 청주시의 바람길 계획 수립시 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 지질공학
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• 제31권4호
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• pp.621-630
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• 2021

본 연구에서는 무등산국립공원 입석대 주상절리와 지공너덜 암괴를 대상으로 균열 거동과 기후 모니터링을 평가하였다. 이를 위해 암괴 내 발달해 있는 균열 상태, 암괴의 표면 온도, 대기 온도, 습도, 풍속 등을 측정하였다. 입석대 주상절리 균열 거동 최대값은 한 곳에서 0.376 mm로 나타났고, 그 외 지점에서는 미미한 경향을 보였다. 지공너덜 암괴에서의 균열 거동은 0.15 mm 이내로 거의 변화가 없는 안정한 상태를 나타냈다. 입석대 주상절리의 표면온도는 하루 중 햇빛에 많이 노출된 면이 그렇지 않은 면보다 높게 나타났으며, 지공너덜 암괴에서는 모두 비슷한 분포를 보였다. 대기온도 결과는 입석대와 지공너덜 모두에서 비슷한 분포양상을 보였다. 상대습도는 입석대의 경우 대부분 20~60% 사이에 분포하였으며, 지공너덜은 대략 20~40%, 50~70%로 두 구간으로 분포하였다. 마지막으로 풍속은 입석대의 경우 대부분 5 m/s, 지공너덜의 경우 대부분 3 m/s 이내로 두 지점 모두 낮게 나타나 바람의 영향을 적게 받고 있는 것으로 나타났다. 결과적으로 입석대 주상절리와 지공너덜 암괴 내 존재하는 균열 거동은 현재까지 매우 안정적인 상태를 유지하고 있는 것으로 평가된다. 두 지역의 표면온도, 대기온도, 상대습도, 풍속 등은 계절에 따라 작은 차이를 보여 계절적 영향을 어느 정도 받은 것으로 나타났다. 이것은 장기적 관점에서 볼 때, 입석대 주상절리나 지공너덜 암괴의 변형에 계속적으로 영향을 줄 수 있다. 따라서 이들의 정확한 안정성을 평가하기 위해서는 현재 미세하게 발생하고 있는 박리박락 현상이나 균열의 전파와 확대에 대한 측정이 지속적으로 이뤄져야 할 것으로 사료된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권1호
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• pp.9-23
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• 2010

댐의 심벽부 및 사력부의 전단파 속도는 내진응답해석 시 매우 중요한 물성이나, 일반적으로 현장 시험을 통해 획득하는 사례가 많지 않았다. 시추공 탐사법의 경우 댐 체의 안정성 및 보안상의 이유로 제한되는 경우가 많고, 표면파 기법은 열악한 현장조건 때문에 적용이 용이하지 않았다. 따라서 영의 내진응답해석 시 현장 시험결과 없이 물성을 가정하여 적용하거나 문헌 자료를 이용하여 해석을 수행하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 사력댐에서의 전단파 속도의 획득 및 신뢰성 있는 전단파 속도 측정 기법에 대한 연구를 수행하기 위하여 실존하는 'M' 댐의 마루 및 사면에서 표면파 기법을 수행하였으며, 표변파 기법의 적용성을 검증하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 최종적으로 댐체 각 부의 전단파 속도를 도출하였으며, 수치해석과 탄성파 탐사 및 표면파 기법의 비교연구를 통하여 사력댐에서의 표면파 기법의 적용성을 검증하였다.