• Geomechanics and Engineering
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• 제8권3호
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• pp.377-390
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• 2015

The governing equations of wave propagation in one dimension of elastic continuum materials are investigated by taking the influence of the initial stress into account. After a short review of the theory of elastic wave propagation in a rock mass with an initial stress, results indicate that the initial stress differentially influences P-wave and S-wave propagation. For example, when the initial stress is homogeneous, for the P-wave, the initial stress only affects the magnitude of the elastic coefficients, but for the S-wave, the initial stress not only influences the elastic coefficients but also changes the governing equation of wave propagation. In addition, the P-wave and S-wave velocities were measured for granite samples at a low initial stress state; the results indicate that the seismic velocities increase with the initial stress. The analysis of the previous data of seismic velocities and elastic coefficients in rocks under ultra-high hydrostatic initial stress are also investigated.

• 한국안전학회지
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• 제32권2호
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• pp.98-104
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• 2017

The ultrasonic pulse velocities of pressure, shear, and Rayleigh waves ( P-, S-, and R- waves) have been used for the condition evaluation of various concrete structures, but the statistical distribution according to the wave type has not been studied clearly in view of data reliability and validity. Therefore, this study analyzed the statistical distribution of P-, S-, R-wave velocities in concrete wide beams of $800{\times}3100mm$ (width ${\times}$ length) with a thickness of 300 mm. In addition, we investigated an experimental consistency by the Kolmogorov-Smirnov goodness-of-fit test. The experimental data showed that the R-, S- and P- wave velocities in order have better statistical stability and reliability for in situ evaluation because R- and S-waves are less sensitive to confinement and boundary conditions. Also, good correlations between wave velocities and strength and modulus of elasticity were found, which indicate them as appropriate techniques for estimating the mechanical properties.

• 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.

• International Journal of Reliability and Applications
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• 제5권1호
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• pp.1-13
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• 2004

It is recently well recognized that the technique for the one-sided stress wave velocity measurement in structural materials provides measurement in structural materials provides valuable information on the state of the material such as quality, uniformity, location of cracked or damaged area. This technique is especially effective to measure velocities of longitudinal and Rayleigh waves when access to only one surface of structure is possible. However, one of problems for one-sided stress wave velocity measurement is to get consistent and reliable source for the generation of elastic wave. In this study, the laser based surface elastic wave was used to provide consistent and reliable source for the generation of elastic wave into the materials. The velocities of creeping wave and Rayleigh wave in materials were measured by the one-sided technique using laser based surface elastic wave. These wave velocities were compared with bulk wave velocities such as longitudinal wave and shear wave velocities to certify accuracy of measurement. In addition, the mechanical properties such as poisson's ratio and specific modulus(E/p) were calculated with the velocities of surface elastic waves.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권4호
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• pp.399-406
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• 2018

The influences of mineral content and porosity on ultrasonic wave velocity were assessed for ten hornfelsic rocks collected from southern and western parts of the city of Hamedan, western Iran. Selected rock samples were subjected to mineralogical, physical, and index laboratory tests. The tested rocks contain quartz, feldspar, biotite, muscovite, garnet, sillimanite, kyanite, staurolite, graphite and other fine grained cryptocrystalline matrix materials. The values of dry unit weight of the rocks were high, but the values of porosity and water absorption were low. In the rocks, the values of dry unit weight are related to the presence of dense minerals such as garnet so not affected by porosity. The statistical relationships between mineral content, porosity and ultrasonic wave velocity indicated that the porosity is the most important factor influencing ultrasonic wave velocity of the studied rocks. The values of P-wave velocity of the rocks range from moderate to very high. Empirical equations, relevant to different parameters of the rocks, were proposed to determine the rocks' essential characteristics such as primary and secondary wave velocities. Quality indexes (IQ) of the studied samples were determined based on P-wave velocities of them and their composing minerals and the samples were classified as non-fissured to moderately fissured rocks. Also, all tested samples are classified as slightly fissured rocks according to the ratio of S-wave to P-wave velocities.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.75-86
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• 2009

공학적 관점에서 용해가능한 가장 흔한 재료인 소금은 고결화 작용에 있어서 역학적 거동에 큰 영향을 미친다. 이러한 자연적 현상을 조사하기 위하여 용해되지 않는 재료인 글라스비즈와 소금물을 혼합하여 시료를 조성한 후 오븐을 이용하여 포화도를 변화시켜가면서 실험을 수행하였다. 입자크기가 0.26, 0.50, 1.29mm인 3종류의 글라스비즈와 0.0, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0M의 소금물에 대하여 각각의 시료를 조성 후 벤더 엘리먼트와 피에조 디스크 엘리먼트를 이용하여 전단파와 압축파를 측정하였다 소금에 의한 고결화 발생에서 전단파와 압축파 속도 모두 포화도에 따른 세가지 단계를 보여주었다: 1) 포차도가 $100%{\sim}90%$인 구간으로 전단파의 속도는 증가하고 압축파의 속도는 감소한다; 2) 포화도가 $90%{\sim}10%$인 구간으로 전단파와 압축파의 속도에 큰 변화가 없파; 3) 포화도가 $10%{\sim}0%$인 구간으로 전단파 및 압축파는 큰 변화를 보인다. 또한, 전단파의 공진주파수는 전단파의 속도 변화양상과 비슷한 경향을 보였다. 본 연구는 용해된 소금의 고결화에 따른 지반재료들의 탄성파 특성의 의미있는 경향을 보여준다.

• 한국지구과학회지
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• 제23권6호
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• pp.507-513
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• 2002

유성일대 화강암, 팔당일대 호상 편마암 및 사북일대 퇴적암 지역에서 동탄성계수와 탄성파 속도와의 관계를 밝히기 위하여 완전파형음파검층을 통해 이들 암상에서 탄성파 P파와 S파 속도를 측정하였다. 또한 유성일대 화강암과 팔당일대 편마암 지역에 대해서는 일축압축강도와 포아송비를 실내시험에서 측정하였다. 실내실험 자료에서는 팔당 호상편마암 지역의 탄성파 P파 및 S파 속도가 유성의 화강암 지역보다 높게 나타난 반면, 포아송비가 낮은 값을 보이므로 포아송비의 증가함에 따라 탄성파 P파 및 S파 속도가 감소하는 상관관계를 보였다. 완전파형음파검층을 통하여 얻어진 동탄성계수는 동체적탄성계수와 동전단탄성계수에 비하여 높은 값을 보인다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제25권3호
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• pp.253-266
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• 2021

In this paper, we discuss a mathematical method for determining the return energy of the wave from the sample and comparing it with the mechanical energy consumed to change the dimension of the sample in the triaxial test of the rock. We represent a method to determine the mechanical energy and then we provide how to calculate the return energy of the wave. However, the static energy and pulse return energy will show higher amounts with axial pressure increase. Three types of clastic sedimentary rocks including sandstone, pyroclastic rock, and argillitic tuff were selected. The sandstone showed the highest strength, Young's modulus and ultrasonic P and S waves' velocities versus others in the triaxial test. Also, from the received P wavelet, the calculated pulse wave returning energy indicated the best correlation between axial stress compared to wave velocities in all specimens. The fact that the return energy decreases or increases is related to increasing lateral stress and depends on the geological characteristics of the rock. This method can be used to determine the stresses on the rock as well as its in-situ modulus in projects that are located at high depths of the earth.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.55-66
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• 2006

사질토의 액상화에 대한 저항 강도는 포화도에 상당히 의존한다. 압축파 속도는 현장에서 쉽게 측정이 가능하고 포화도의 영향을 크게 받기 때문에 현장 지반의 포화도를 예측하고자 할 때 효율적으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 시료의 포화가 가능하고 전단파, 압축파 속도 측정 및 비배수 상태에서 비틂전단 시험을 수행시 유발되는 과잉간극수압을 측정할 수 있는 비틂전단 시험기를 개발하였다. 토요라 모래에 대해 전단파, 압축파 속도 측정이 수행되고, 비배수 비틂전단 시험을 실시하였다. 포화도(B값)에 따른 시료의 전단파 속도 및 압축파 속도를 이론식과 비교하여 개발된 시험기를 검증하였으며, 여러 B값에서 비배수 TS 시험동안 유발되는 과잉 간극수압의 변화를 측정 분석하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권7호
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• pp.903-913
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• 2007

천부지반에서 레일리파의 군속도와 위상속도 분산곡선을 역산하여 S파 속도구조를 구하는 방법을 비교하였다. 위상속도를 구하기 위해서 ${\tau}-p$ stacking 방법을 이용하였고, 군속도를 구하기 위해서 두 가지 방법, multiple filtering technique(MFT) continuous wavelet transform(CWT) 방법을 사용하였다. 고차모드가 존재하는 경우, 위상속도에서 기본모드와 고차모드를 분리하기가 용이하지 않았고, 군속도에서는 continuous wavelet transform 방법이 multiple filtering technique보다 효과적이었다. S파 속도 역산 결과, 위상속도와 군속도의 기본 모드만 역산할 경우, 신뢰구간의 깊이가 아주 얕았다. Continuous wavelet transform으로 구한 기본 모드와 1차 모드를 동시 역산할 경우, 신뢰구간의 깊이가 2배 이상 증가함을 알 수 있었다. 이는 1차 모드의 에너지가 더 깊은 층을 통과함으로 깊은 층에 대한 5파 속도 정보를 지니고 있기 때문으로 보인다. 위의 방법을 서해안 동호항의 조간대에 적용하여, continuous wavelet transform으로 구한 군속도의 기본 모드와 1차 모드를 동시 역산하여 S파 속도구조를 구하고, 해당 지역의 시추조사 결과와 비교하였다.