• 자원환경지질
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• 제53권4호
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• pp.479-489
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• 2020

단층은 근원암에서 형성된 석유 가스 등의 탄화수소가 이동하는 통로이자 탄화수소를 가두는 덮개암의 역할을 할 수 있는 지질구조로, 탄화수소가 축적된 저류층을 찾기 위한 탄성파 탐사의 주요 대상 중 하나이다. 하지만 기존의 유사성, 응집성, 분산, 기울기, 단층가능성 등 탄성파 자료의 측면 방향 불연속성을 활용하는 단층 감지 방법들은 전문지식을 갖춘 해석자가 많은 계산 비용과 시간을 투자해야 한다는 문제가 있다. 따라서 많은 연구자들이 단층 해석에 필요한 계산 비용과 시간을 절약하기 위한 다양한 연구를 진행하고 있고, 최근에는 머신러닝 기술을 활용한 연구들이 활발히 수행되고 있다. 단층 해석에는 다양한 머신러닝 기술들 중 서포트백터머신, 다층퍼셉트론, 심층 신경망, 합성곱 신경망 등의 알고리즘이 사용되고 있다. 특히 합성곱 신경망을 활용한 연구는 독자적인 구조의 모델을 사용한 연구뿐만 아니라, 이미지 처리 분야에서 성능이 검증된 모델을 활용한 연구 및 단층의 위치와 주향, 경사 등의 정보를 함께 해석하는 연구도 활발히 진행되고 있다. 이 논문에서는 이러한 연구들을 조사하고 분석하여, 현재까지 단층 위치 및 단층 정보 해석에 가장 효과적인 기술은 영상 처리 분야에서 검증된 U-Net 구조를 바탕으로 한 합성곱 신경망인 것을 확인했다. 이러한 합성곱 신경망에 전이학습 및 데이터 증식 기법을 접목하면 앞으로 더욱 효과적인 단층 감지 및 정보 해석이 가능할 것으로 기대된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제30권2호
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• pp.29-42
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• 2012

발파 시 자유면의 이동은 대상암반의 역학적 특성 및 발파조건, 특히 암반의 불연속면 특성과 폭약의 종류, 장약량, 저항선, 공간격, 공간 또는 열간 기폭시차 및 전색상태 등 여러 가지 변수들에 의해 달라지며, 이는 발파진동의 크기, 폭음 및 파쇄도에 커다란 영향을 미친다. 현재 국내 노천발파 현장의 발파설계는 대부분 인접 보안물건에 대한 안전성을 최우선으로 하고 있으나 대규모 발파가 이루어지는 노천현장에서는 발파 시 자유면의 이동을 분석하여 진동을 제어하고 파쇄도를 향상시키기 위한 최적 조건의 발파 설계를 하는 것은 매우 중요하다. 고속 디지털 동영상 분석을 통하여 발파 후 최초 자유면 암반의 움직임, 전색의 적정성, 발파암의 이동 궤적, 발파암의 이동방향과 속도, 최적의 기폭시스템 분석이 가능하다. 외국에서는 이와 같은 방법이 발파설계 및 평가를 위한 유용한 도구로 활용되고 있으나 국내에서는 그 연구가 미미하다. 따라서 본 연구는 디지털 고속 동영상 분석에 의한 최적 발파설계 및 평가에 대한 기초적인 연구를 수행하였다. 셰일과 화강암으로 구성된 대규모 노천 발파현장 2개소에서 Emulsion과 ANFO 두 종류 폭약에 대한 암반 파쇄과정을 촬영한 디지털 고속동영상을 분석하여 자유면 암반의 변위, 이동속도 등을 분석하고 2차원 유한요소 해석 프로그램인 AUTODYN을 사용하여 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 암반에 변위가 발생되는 반응시간, 발파 후 자유면 암반의 이동형상에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 및 디지털 고속 동영상을 분석한 결과, 암반의 종류에 관계없이 발파공 전면 자유면 암반의 이동형상은 주상 장약부의 중간 부근에서 변위 및 이동속도가 가장 크게 발생되어 가운데 부분이 활처럼 휘어진 형상을 나타내었다. 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 자유면 암반에 변위가 발생되는 반응시간의 경우 Emulsion 폭약이 ANFO보다 폭굉압력 및 폭속이 크고 초기 변위 반응시간이 빠르게 진행되는 것으로 분석되었다.

• 자원환경지질
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• 제22권2호
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• pp.91-102
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• 1989

The gravity measurement has been conducted at 61 stations with an interval of about 500 to 1,000 m along two survey lines of about 47 Km between $Chungju-Jech{\check{o}}n$ and $Salmi-D{\check{o}}cksanmy{\check{o}}n$ in order to study on the subsurface geologic structure and structural relation between $Okch{\check{o}}n$ Group and Great Limestone Group of $Chos{\check{o}}n$ Supergroup. The Bouger gravity anomalies were obtained from the reduction of the field observations, and the distribution patterns of the basement and subsurface geologic structure were interpreted by means of the Fourier-Series and Talwani method for two-dimensional body. The depth of Conrad discontinuity varies from 12.7 Km to 15.7 Km, and vertical displacements along the Osanri and Bonghwajae faults are 1.0 Km and 1.5 Km, respectively between Chungju and $Jech{\check{o}}n$. The depth of Conrad discontinuity varies from 13.8 Km to 15.4 Km, and vertical displacement along the Bonghwajae fault is 0.5 Km between Salmi and $D{\check{o}}cksanmyon$. The basement is widely exposed at several places between Chungju and $Jech{\check{o}}n$. In the unexposed area between Osanri and $W{\check{o}}lgulri$, its depth is from 1.5 Km to 2.1 Km. It is displaced downward along the Osanri and Bonghwajae faults by 0.8 Km and 0.6 Km, respectively, and is displaced upward along the Dangdusan fault by 1.6 Km. On the other hand, the depth of the basement varies abruptly by the Sindangri, Jungwon, Kounri, and Bonghwajae faults between Salmi and $D{\check{o}}cksanmy{\check{o}}n$, and it is from 2.8 Km to 3.2 Km around $Salmimy{\check{o}}n$, from 1.6 Km to 2.5 Km between the Sindangri and Bonghwajae faults, 3.0 Km near Koburangjae, and 2.5 Km at $Doj{\check{o}}nri$. The high Bouguer gravity anomalies are due to the accumulation of $Okch{\check{o}}n$ Group and $Jangs{\check{o}}nri$ Metamorphic Complex whose density is higher than the basement exposed between Sondong and Osanri, and imply the existance of Bonghwajae Metabasite or hornblende gabbro of high density distributed along the Bonghwajae fault in the vicinity of Koburangjae. The low Bouguer gravity anomalies resulted form the fracture zone associated with fault or rock of low density imply the existance of the Osanri, Bonghwajae, Dangdusan faults and $Daed{\check{o}}cksan$ thrust between Chungju and $Jech{\check{o}}n$, the uplift of the basement by the Sindangri, Jungwon, Kounri, and Bonghwajae faults, and extensive distribution of Cretaceous biotite granites between Salmi and $Docksanmy{\check{o}}n$. The thickness of $Okch{\check{o}}n$ metasediments varies from 1.5 Km to 3.2 Km, and that of Great Limestone Group of $Chos{\check{o}}n$ Supergroup from 200 m to 700 m. It is interpreted that $Okch{\check{o}}n$ Group is in contact with Great Limestone Group of $Chos{\check{o}}n$ Supergroup by the fault zones of the Bonghwajae and $Daed{\check{o}}cksan$ faults, and the Bongwhajae fault is a thrust of high angle, by which the east of the basement is displaced downward 0.5 Km between Chungju and lechon, and 1.0 Km between Salmi and $D{\check{o}}cksanmy{\check{o}}n$.

• 지질공학
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• 제26권3호
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• pp.383-392
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• 2016

본 연구는 무등산국립공원 주상절리대 중 입석대 주상절리대를 대상으로 물리역학적 특성을 살펴보았다. 이를 위하여 무등산응회암에 대한 물리적 및 역학적 성질과 불연속면 특성, 주상절리대 주변의 진동 및 국지 기상 측정, 그리고 주상절리대 자체하중에 의한 지반변형을 살펴보았다. 물리적 성질의 경우 평균 공극률은 0.65%, 평균 비중은 2.69, 평균 밀도는 2.68 g/cm³, 평균 종파속도는 2411 m/s로 나타났다. 역학적 성질의 경우 평균 일축압축강도는 323MPa, 평균 탄성계수는 81 GPa, 그리고 평균 포아송비는 0.25로 나타났다. 절리면 전단시험의 경우 평균 수직강성은 3.15 GPa/m, 평균 전단강성은 0.38 GPa/m, 평균 점착력은 0.50 MPa, 그리고 평균 내부마찰각은 35°로 나타났다. 절리면 거칠기를 측정한 결과 거칠기 상수(JRC) 표준도에 따르면 4~6 범위, JRC 차트에 따르면 1~1.5 범위가 우세하게 나타나 약간 거침 상태를 보였다. 또한 주상절리 표면에 대한 실버슈미트해머 반발경도 Q값을 측정한 결과 평균 57(약 90MPa)로 나타났으며, 이는 원래 일축압축강도의 약 28% 수준이다. 입석대 주상절리대 주변의 진동을 측정한 결과 최대 진동값은 0.57 PPV (mm/s)~2.35 PPV (mm/s) 범위를 보여 주상절리대 주변의 탐방객들에 의해 발생되는 진동은 미약한 것으로 나타났다. 주상절리의 표면 및 부근에서 온도, 습도, 풍속 등 국지기상을 측정한 결과 측정 당일의 날씨 영향을 크게 받은 것으로 나타났다. 입석대 주상절리대 자체하중에 의한 지반변형 상태를 수치해석한 결과, 오른쪽 지반에서 최대 변위는 지반거리가 약 2.5m일 때 최대값을 보이며, 6m까지 급격하게 감소하다가 그 이후부터는 미미하게 증가했다. 중간 지반에서 최대 변위는 지반거리가 0~2 m에서 최대값을 보이며, 3 m에서 급격하게 감소하다가 12m에서 미미하게 증가하는 경향을 나타냈다. 그리고 왼쪽 지반에서 최대 변위는 지반거리가 5~6 m일 때 최대값을 보이며, 6~10 m까지 급격하게 감소하다가 그 이후부터는 미미하게 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권10호
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• pp.35-43
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• 2011

본 연구의 대상지역은 영주댐 건설로 인해 이설되는 중앙선 철도 건설 예정지로 수 km에 걸쳐 연성전단작용에 의한 습곡과 압쇄암이 분포한다. 연성전단대는 지질시대 동안 작용한 단층작용으로 변형되어 복잡한 지질구조를 보인다. 연성전단대는 고온고압의 지하십부(>8km)에서 작용한 변형에 의한 광물의 재결정 작용으로 엽편상의 유동조직을 가지는 압쇄암이 발달하며, 이로 인해 지표부근(<2km)의 변형으로 형성된 단층대와 구별되는 공학적 특성을 가진다. 압쇄암의 특성을 파악하기 위해 시편으로 제작된 암석을 대상으로 변형률과 변형에 수반된 압축구조의 모양을 분석하였다. 단층대의 변형된 모양은 엽리상의 편원(oblate)한 모양이 우세한 반면 압쇄대는 광물의 신장에 의한 편장(prolate)한 형태가 우세하다. 변형률은 변형이전 상태를 기준으로 단층대가 1.2배미만의 변형을 보이는 것에 비해 압쇄대는 최대 2.5배의 변형을 나타내는 것으로 분석되었다. 불연속면을 기준으로 적용한 암반분류에서 경암의 일축압축강도는 연암정도의 강도를 보였으며, 일정 시간 수침 후에 강도의 변화가 관찰 되었다. 본 연구결과 조사된 암석들의 공학적 특성은 광물조성과 화학 조성에 기초한 풍화저항력이 비교적 높은 것을 고려할 때 압쇄작용에 수반된 미세균열구조에 의한 것으로 판단되었다. 따라서 압쇄암이 넓게 분포하는 지역에서 터널굴착을 하는 경우, 미세균열에 의한 팽창과 지하수 유입에 의한 강도저하가 발생할 수 있으므로 시공시 각별한 주의가 필요한 것으로 판단되었다.

• 농업과학연구
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• 제25권1호
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• pp.97-106
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• 1998

본 연구는 현재 산사태 대책수립에 많이 이용되고 있는 원호활동 해석방법의 문제점을 규명하기 위하여 실시되었으며, 여기서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 40개의 모델사면을 지층에 따라 활동면을 분석해 본 결과, 풍화토와 풍화암의 경계 부분이 다른 부분에 비하여 활동이 일어날 가능성이 높은 것으로 나타났다. 2. 우리나라에서 발생하는 산사태의 대부분이 깊이 2m를 전후로 하여 토층의 경계부근등 주로 불연속면을 따라 발생하기 때문에 절취사변에 대한 산사태의 안정해석을 할때, 무한사면해석을 우선 고려하는 것이 안전한 설계가 될 것으로 판단된다. 3. 사면경사가 일정한 상태에서 사면길이만을 변화 시켰을 경우, 원호활동사면인 경우는 토층이 얕고 사면길이가 짧을수록 안전하였으나 무한사면인 경우는 사면길이에 관계없이 최소안전율은 동일하였다. 4. 우리나라 산사태의 대부분을 차지하는 사면경사 $30^{\circ}$의 조건으로 원호활동해석과 무한활동해석으로 분석한 결과, 상호간의 최소안전율의 차이가 많으며 원호활동해석 방법은 무한활동해석에 비해 과다하게 안전측으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제30권1호
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• pp.17-30
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• 2020

광학영상화검층은 광원과 CMOS 영상 센서를 이용하여 시추공벽을 이미지로 구현하는 물리검층 기술로 지하의 불연속면에 대한 여러 가지 원위치 정보를 고분해능으로 제공한다. 최근 시추공영상화검층은 지반침하 모니터링, 암반 무결성 평가, 응력으로 인한 단열 변화 탐지, 극지에서의 빙하 연대측정 등 그 활용범위가 매우 다양해졌다. 현재 국내외로 많이 이용되고 있는 시추공영상화검층 시스템은 장비 사양에 따라 한계점을 가지고 있어 적용 범위에 대한 검증과 여러 가지 시추공 환경에 대한 적절한 품질관리가 필요하다. 그러나 광학영상화검층의 자료로 도출되는 이미지는 원위치 정보로 정확도, 구현도, 신뢰성에 대한 검증에 직접적인 비교 확인이 어렵다. 본 논문에서는 신뢰성 있는 고품질 자료 취득 방법과 자료 처리 방법을 확인하기 위해 시추공 환경과 유사한 모듈화 된 균열모형시추공을 설계·제작하여 현재까지 보고되지 않은 실험에 대한 결과를 얻고자 하였다. 검출기 자기계 방향 확인의 정확성을 검증하고, 노출시간에 따른 색상의 구현도 및 균열의 분해능 관계, 정확한 간극 측정을 위한 자료 처리 방법 등을 제시하였다. 다양한 시추공 환경을 모사한 균열모형시추공 실험을 통해 고분해능의 신뢰성 높은 광학영상화검층의 자료 취득 및 해석이 가능할 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제41권6호
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• pp.763-771
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• 2008

불확실성은 사면의 안정성을 해석하는 과정에서 특성자료의 부족이나 지질공학적 특성의 공간적 변동성 등의 원인으로 포함되며 따라서 불확실성으로 인해 변수들의 정확한 값을 획득하기 힘들게 된다 이러한 문제점을 해결하기 위하여 확률론적 해석기법이 활용되어 왔으며 최근에는 퍼지집합이론(fuzzy set theory)을 이용한 해석기법이 활용되고 있다. 특히 확률변수들의 자료 양이 제한적인 경우 변수의 확률특성을 정확하게 파악하기 힘들어 확률론적 해석기법의 활용이 제한적일 수 있으며 이러한 경우 퍼지집합이론은 확률변수의 특성을 효과적으로 표현할 수 있다. 본 연구에서는 암반사면의 안정성 해석과정에서 포함되는 불확실성을 정량화하기 위해 퍼지신뢰도척도(fuzzy reliability measure)를 활용하여 분석을 수행하였으며 특히 암반사면의 안정성에 영향을 미치는 여러 지질공학적 특성중 불연속면의 경사와 내부마찰각을 삼각형 퍼지숫자(fuzzy number)로 해석하였다 이를 위하여 연구대상사면을 선정하여 암반사면에서 발생하는 평면파괴를 대상으로 분석을 수행하였다. 퍼지신뢰도(fuzzy reliability) 해석에서는 퍼지숫자에 대한 퍼지 연산을 통해 퍼지신뢰도 지수(fuzzy reliability index)를 획득하였으며 이러한 결과를 확률론적 해석 결과와 비교하기 위하여 몬테카를로모사기법(Monte Carlo simulation)과 점추정법(point estimate method)을 이용한 확률론적 해석을 수행하였다. 해석결과 불충분한 자료 등으로 인해 불확실성의 정량화가 어려운 경우 퍼지신뢰도 해석을 통해 적절한 퍼지신뢰도 지수와 파괴확률을 획득할 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제5권2호
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• pp.77-86
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• 1972

Bowen의 "Petrogeny's Residua System"으로 알려져 있는 NaAlSiO_4-KAlSiO_4-SiO_2-H_2O계(系)는 대륙지각(大陸地殼)에 있어 화성암(火成岩)과 변성암(變成岩) 간(間)의 상(相)의 관계(關係)를 이해(理解)하는데 대단히 중요(重要)한 것이다. 그럼에도 불구하고 이 계내(系內)의 상(相)의 관계(關係)는 아직 Mohorovicic 불연속면(不連續面) 이상(以上)의 위치(位置)의 P-T 범위(範圍)의 것 조차 완전(完全)히 알려져 있지 않다. 그러므로 이 상(相)들 간(間)의 관계(關係)를 알 필요(必要)가 있다. 본(本) 연구(硏究)는 Schreinemaker 법칙(法則)을 적용한 계내(系內)에 있는 불변점(不變點)(~5kb/${\sim}635^{\circ}C$) 부근(附近)에 있는 순서를 추이(推理)하였는데 이는 주(主)로 Morse (1969a&6) 실험자료에 근거하였다. 결론(結論)으로 불변점(不變點)(~5kb/${\sim}635^{\circ}C$) 부근(附近)에서의 P-T 곡선(曲線)의 순서(順序)는 각각(各各) P-T 투영(投影)에서는 (L), (Anl), (Or), (V), (Ne), 및 (Ab)의 순(順)이고 P-T 곡선(曲線) (L)은 P-T 구역(區域) 하부(下部)로 연장되며 (Anl) 곡선(曲線)은 불변점(不變點)보다 높은 온도(溫度)와 낮은 압력(壓力)의 구역(區域)으로 연장(延長)된다는 것을 알았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권12호
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• pp.27-35
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• 2009

한국건설기술연구원(KICT)과 한국시설안전공단(KISTEC)에서는 전국 국도변에 분포하고 있는 절토사면에 대한 현황조사를 2006년부터 수행하고 있다. 절토사면 현황조사는 절토사면 정밀안전진단과는 달리, 현장에서 기본적인 육안조사를 통해 얻을 수 있는 여러가지 절토사면 특성에 대한 간단한 조사로 절토사면 유지관리의 기본이 되는 자료를 수집하는 것이다. 현황조사는 조사 대상 절토사면의 일반현황, 절토사면 특성, 조사자 소견으로 구성된다. 조사된 자료는 전국에 분포하고 있는 위험절토사면을 파악하고 정밀 안전진단의 조사순위를 결정하는데 활용된다. 본 논문에서는 SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) 통계처리 프로그램을 이용하여 2006년부터 2008년까지 강원도와 충청도 지역에서 수집된 10,461개의 국도변 절토사면 현황조사 자료에 대하여 상관분석을 하였다. 현황조사 항목으로 부터 산출한 절토사면의 위험도 점수와 현황조사 항목간의 상관성을 분석하여 상관계수를 산출하였고 이를 통해 절토사면 위험도 점수에 보다 많은 영향을 미치는 현황조사 항목을 평가해보았다. 상관분석결과, 뜬돌 및 낙석 분포, 불연속면의 방향성 및 상부자연사면의 경사가 절토사면 위험도 점수에 영향을 크게 미치는 항목임을 알 수 있었다. 또한, 위험도 점수에 영향을 미치는 항목은 지역별로 약간의 차이가 나타남을 알 수 있었다. 추후, 절토사면 현황조사가 완료되면 우리나라에 분포하고 있는 절토사면의 지역별 특성을 파악할 수 있을 것으로 생각된다.