• 지구물리와물리탐사
• /
• 제26권3호
• /
• pp.138-149
• /
• 2023

해저지층의 지질특성을 파악하는 것은 지구과학 및 공학에서 중요한 과업으로 신뢰도 높은 탐사자료를 확보하는 경우 가능하다. 대한민국 남동해역 대한해협 천부 지층의 특성을 파악하기 위하여 심부 시추 지층물성 실험실 분석자료와 탄성파 탐사자료를 확보하였고, 이를 통합 분석하였다. 해저면 심도 200 m 하부까지 심부 시추코어를 회수하여 천부 지층 탄성파 음파속도 로그를 얻었고, 탄성파 단면과 대비하였다. 지층 음파속도 로그와 시간 영역 탄성파 자료는 시간-심도 변환을 수행하여 상관성이 15%에서 45%로 증가하였다. 탄성파 임피던스 초기모형을 설정하고 모형기반, 대역제한 및 산재쐐기 역산을 각각 수행하여 결과를 비교하였다. 도출된 탄성파 임피던스는 천부 지층 내부 퇴적층이 우세한 영역과 미고결 영역에서 변화되는 양상을 보였다. 본 연구에서 수행된 음파 임피던스 역산 기법은 향후 지층 물성분석 로그자료와 탄성파자료의 추가 확보 시 통합 분석을 위한 프레임워크로, 임피던스 분포 단면은 해저면 단층 규명과 천부가스 누출 탐지 등에 활용 가능하다. 국내 해양 심부 시추는 이산화탄소 저장 후보지 특성 파악과 자원 부존 평가 등을 목적으로 지속 추진되고 있으므로 통합 역산의 지구물리 분야 적용 가치가 높아질 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제9권1호
• /
• pp.30-36
• /
• 2006

일본의 첫 번째 파일럿 규모의 $CO_2$격리실험이 Nagaoka 에서 약 1,100m 깊이의 육상 대수층에 10,400 톤의 $CO_2$를 주입하면서 행해졌다. 주입된 $CO_2$ 의 모니터링을 위해서 그 지역에서 행해진 다양한 측정들 중, P 파 속도의 변화를 이용하여 2 개의 관측정 사이에서 대수층 내의 $CO_2$ 분포를 알기 위해 시간차 시추공간 탄성파 토모그래피가 실시되었다. 이 논문은 탄성파 토모그래피에 대한 예비적인 결과들이다. 시추공간 탄성파 토모그래피 측정이 3 회에 걸쳐 실시되었는데, 한 번은 기준 조사로서 주입 전에, 나머지 두 번은 모니터링 조사를 위해 주입 중에 이루어졌다. 모니터링 조사로부터의 속도 분포도를 기준 조사 속도 분포도와 비교하여 속도 차 분포도가 만들어졌다. 속도 차 분포도는 주입된 $CO_2$가 퍼져있다고 예상되는 주입정 주변 대수층 부분에서 소도 감소 지역을 보여준다. 비록 탄성파 토모그래피가 $CO_2$주입에 따른 속도 감소 지역을 제공할 수 있었지만 속도 차 분포도에서 다소 이상한 속도 분포 지역이 관측되었다. 그러한 현상의 발생을 조사하기 위해서 조사 지역을 모사하는 수치모형 실험을 수행하였다. 그 결과 우리는 속도 차 분포도에서 발생한 이상한 속도 분포는 인위적인 오차이거나 이 지역에서 행해진 시추공간 탐사의 송수신기 배열에 의한 고스트라고 확신할 수 있었다. 토모그래피에 의해서 얻어진 최대 속도 감소 비율은 음파검층에 의해 관측된 것보다 아주 작았다. 비록 탄성파 토모그래피에 대한 수치모형 실험에 의해서도 불일치가 확인되었으나 음파검층에 의해 획득한 속도 값에 비교될 수 있는 좀 더 정확한 속도 값을 얻기 위해 앞으로 더 많은 연구가 필요하다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
• /
• pp.95-100
• /
• 2006

울산단층의 지하구조를 확인하기 위하여 울산시 농소읍 부근에서 750 m의 측선을 따라 탄성파 자료를 획득하였다. 5 kg의 해머를 지표에 비스듬히 설치된 알루미늄 플레이트에 타격하여 P파와 S파를 동시에 발생시켰으며, 3 m 간격의 10 Hz 3성분 지오폰 16개로 수신하였다. P파 굴절파 자료는 토모그래피 방식으로 역산하였으며, 반사파 자료는 통상적인 처리과정에 경사경로시차보정, 구조보정 등의 과정을 추가하였다. P파 굴절파로부터 구한 속도정보와 S파 및 P파 반사파 중합단면을 해석하여 4개 층을 구분하였다. 상부로부터 각 층의 P파 속도는 $300{\sim}1100\;m/s$, $1100{\sim}1700\;m/s$, $1700{\sim}2700\;m/s$, 2700 m/s 이상이고, 상부 3개 층의 두께는 각각 평균 3.9 m, 5.9 m, 4.4 m 정도이다. S파 중합단면은 10 m 이내의 지질구조 규명에 효과적이었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.13-24
• /
• 2013

현재 다양한 탄성파 기반의 물리탐사 기법들이 지반조사를 위해 널리 이용되고 있는데 이는 지반의 동적 특성들이 공학적 물성과 상관관계를 갖기 때문이다. 하지만, 지반공학적 물성치들의 고유한 비균질성이 탄성파 속도 및 진폭 등의 전파 특성에 영향을 미침에도 불구하고 그에 대한 고려가 안되고 있는 실정이다. 그래서, 본 연구에서는 지반의 고유한 비균질성이 탄성파 전파특성에 미치는 영향을 규명하기 위하여 추계론적 수치해석 방법을 적용하였다. 탄성파의 도달 시간 변화와 파두 특성에 주안점을 두어 분석을 수행하였다. 지반의 공간적 상관 거리와 파장과의 상관성 및 탄성파 전파거리와 파장과의 상관성이 탄성파의 도달 시간 변화에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. Turning band method를 적용하여 변동계수의 범위가 10 ~ 40%인 다양한 비균질 강도를 갖는 지반을 유한차분 그리드에 생성하였다. 유한차분법을 이용하여 비균질 지반에서 탄성파의 전파를 시뮬레이션하였고, 추계론적 기법으로는 Monte Carlo 시뮬레이션 기법을 적용하였다. 추계론적 수치해석 결과, 지반의 비균질 강도가 증가함에 따라 탄성파의 파두 형상의 일그러짐이 현저하게 발생하였고, 그에 따라 탄성파의 도달 시간도 지연되는 것으로 나타났다. 지반의 공간적 상관 거리와 파장과의 상관성 및 탄성파 전파 거리와 파장과의 상관성은 탄성파의 도달 시간 변화와 긴밀한 상관성이 있는 것으로 나타났다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.401-408
• /
• 2009

여수시 묘도 일대에 분포하는 안산암과 퇴적암 지역에서 물리검층 종류인 부유식 P S파 속도검층과 밀도검층을 실시하였다. 연구목적은 이 지역에 분포하는 두 암상에 대해 깊이에 따른 탄성파속도 및 밀도분포를 찾아내어 시추조사를 통해 얻은 지반정보인 암상과 RQD 값을 비교하여 암석 종류에 따른 상호간에 상관관계를 파악하는 것이다. 연구지역에서 두 암석에 대한 탄성파 속도 분포는 깊이에 따라 P파가 약 2,000m/sec 내외이며, S파가 1,500m/sec 내외의 차이를 보였으며, 밀도는 깊이에 따라 약 $0.35g/cm^3$의 차이로 비교적 넓은 폭으로 나타났다. 이러한 결과는 암석 종류에 대한 차이보다 풍화 정도에 따른 것으로 해석된다. 그러나 RQD, 탄성파속도 및 밀도의 상관성 분석은 비교적 높은 관계를 보이므로 물리 검층자료의 결과를 이용하여 RQD에 관련된 불연속면의 빈도를 유추할 수 있다고 본다.

• 디지털융복합연구
• /
• 제11권3호
• /
• pp.337-344
• /
• 2013

본 연구의 목적은 유산소성 운동프로그램 참여가 시각장애인의 호흡순환기능 및 동맥파속도에 어떠한 영향을 미치는가를 규명하기 위한 목적으로 수행되었다. 본 연구의 목적을 인지하고 참여의사를 밝힌 1급 시각장애인 20명이었으며, 보호자를 통하여 피험자 참여의 동의서를 받았다. 이들은 유산소성운동집단 10명과 통제집단 10명으로 무선배정으로 분류하였다. 유산소성운동집단은 12주동안 50-70%HRmax 강도로 주 5회 1일 준비운동, 본운동, 정리운동 총 60분으로 실시하였다. 본 연구의 자료처리는 독립변인으로 한 반복측정에 의한 이원변량분석(two-way repeated ANOVA)을 실시하였으며, 상호작용 효과를 검증하기 위해 paired t-test를 실시하였으며, 통계적 유의수준은 p<.05로 설정하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 실험집단에서 체중과 체지방률은 사전과 비교하여 사후 유의한 감소를 나타냈다(p<.05). 둘째, 실험집단에서 최대산소섭취량, 최대심박수, 최대환기량은 사전과 비교하여 사후 유의한 증가를 나타냈다(p<.05). 셋째, 실험집단에서 동맥파속도는 사전과 비교하여 유의한 증가를 나타냈다(p<.05), 넷째, 실험집단에서 수축기혈압은 사전과 비교하여 사후 유의한 감소를 나타내지 않았다(p>.05). 이상의 결과를 종합해 볼 때 유산소성 운동프로그램 참여는 호흡순환기능 및 혈류순환과 혈관기능 개선에 효과적으로 나타났다.

• 터널과지하공간
• /
• 제13권3호
• /
• pp.215-224
• /
• 2003

자연 상태에서의 물리적 풍화를 실험적으로 재현하기 위해서 동결-응해 시험을 실시하였다. 시험 과정에서 탄성파 속도, 흡수율, 무게 및 부피 변화 등의 물리적 성질을 측정하였으며, 시험 전 및 시험 종료 후에 일축압축시험을 실시하여 강도 및 탄성 계수의 변화도 조사하였다. 시료의 무게 및 부피 변화는 풍화의 진전 정도와 명확한 상관관계를 보이지 않았으나 탄성파 속도와 일축압축강도 및 탄성계수는 풍화가 진행되면서 감소함을 보였다. 시험 결과는 암반 사면의 장기적 안정성 평가에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권1C호
• /
• pp.45-51
• /
• 2010

지하철 터널 시공, 지하공간 시공, 대심도 굴착 등과 같이 도심지에서의 토목구조물 설계와 시공에 있어서 큰 어려움 중의 하나는 도심지 지반조사이다. 여러 가지 지장물, 전기 잡음, 교통 진동 등과 같은 자연적, 인위적 장애물로 인하여 어느 지반조사 기법이든지 그 결과의 신뢰성은 그리 높지 않은 상황이다. 본 연구에서는 이와 같이 현실적 요구가 높은 고품질 도심지 지반조사 기법의 개발을 목표로 하여 선행연구를 수행하였고, 일차적으로 HiRAS(Hybrid Integration of Resistivity and Surface Wave Velocities) 라고 하는 표면파-전기비저항 병합기법을 개발하였다. HiRAS 기법은 표면파 기법인 CapSASW 기법과 전기비저항 기법인 PDC-R 기법을 병합한 것으로서, 지반 매질의 강성 평가에 우수한 CapSASW 기법의 장점과, 전기잡음에 대한 내성과 지층변화 평가에 우수한 특성을 가진 PDC-R 기법의 장점을 동시에 활용하고자 한 것이다. 표면파 기법과 전기비저항 기법을 동시에 활용하는 역산해석의 측면에서는 표면파 기법의 탄성파 속도와 전기비저항 시험의 전기비저항 간의 부지고유관계를 이용하여 병합역산을 수행하는 전략을 채택하였다. 또한 HiRAS 기법 개발과정에서 부차적으로 지반매질의 포아송비 분포를 2차원으로 평가할 수 있는 성과도 도출하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제25권4호
• /
• pp.214-216
• /
• 2022

분포형 음향 센싱(distributed acoustic sensing, DAS)은 광섬유 케이블을 수신기로 활용하는 탐사기술로서, 석유탐사 및 지진분야에서 모니터링 목적으로 활발히 적용되고 있다. 최근에는 지하매질의 물성정보를 도출하기 위해 분포형 음향 센싱 자료를 활용한 전파형역산 연구가 수행되고 있다. 분포형 음향 센싱은 광섬유 케이블 상의 두 점 간의 위상 차이에 의한 변형률을 측정하기 때문에, 기존 전파형역산 알고리즘에 직접 활용하기 어렵다. 분포형 음향 센싱 자료를 전파형역산에 활용하기 위해, 본 연구에서는 평면파 가정에서의 변형률과 수평입자속도의 관계식을 이용한 평면파 전파형역산 알고리즘을 개발하였다. 수치실험을 통해 평면파 가정에서의 변형률과 입자속도 간의 관계식이 성립함을 확인하였다. 다양한 탐사환경에서 분포형 음향 센싱 자료에 대한 전파형역산의 적용 가능성을 확인하기 위해, 육상 및 해저면 탄성파 탐사 환경을 모사한 4층 및 수정된 Marmousi-2 속도모델을 이용하였다. 제안된 전파형역산을 통해 육상 및 해저면 탄성파 탐사 환경하에서 P파 및 S파 속도구조를 정확히 도출할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제22권4호
• /
• pp.202-209
• /
• 2019

본 연구에서는 Adam 최적화 기법을 이용한 음향매질에서의 탄성파 파형역산 방법을 제안하였다. 탄성파 파형역산에서 최적화에 사용되는 기본적인 최대 경사법은 계산이 빠르고 적용이 간편하다는 장점이 있다. 하지만 속도 모델의 갱신에 일정한 갱신 크기를 사용함에 따라 오차가 정확하게 수렴하지 않는다. 이에 대한 대안으로 제시된 다양한 최적화 기법들의 경우 정확성은 높지만 많은 계산 시간을 필요로 한다는 한계가 있다. Adam 최적화 기법은 최근 딥 러닝 분야에서 학습 모델의 최적화를 위해 사용되는 기법으로 다양한 형태의 모델에 대한 최적화 문제에서 가장 효율적인 성능을 보이고 있다. 따라서 Adam 최적화 기법을 이용한 파형역산 방법을 개발하여 탄성파 파형역산에서의 오차가 빠르고 정확하게 수렴하도록 하였다. 제안된 역산 기법의 성능을 검증하기 위해, 일정한 갱신 크기를 가지는 최대 경사법을 이용하여 수행된 역산 결과와 제안된 Adam 최적화 기반 파형역산을 수행하여 갱신된 P파 속도 모델을 비교하였다. 그 결과 제안된 기법을 통해 빠른 오차 수렴 속도와 높은 정확도의 결과를 확인할 수 있었다.