• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.299-310
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• 2003

SASW 실험으로 지반의 전단강성 구조를 구하는 해석과정에 있어서 위상속도의 계산은 SASW 실험의 신뢰도를 좌우하는 매우 중요한 단계이다. 기존의 SASW 자료 분석기법 중 위상속도의 계산은 전문가적 경험을 이용한 위상각 스펙트럼의 분석이 선행되어야 하는데, 위상각 스펙트럼 분석 과정의 난해성은 SASW 기법의 일반화에 장애가 되어 왔었다. 본 연구에서는 SASW 기법에 적용가능하고, 위상속도 계산에 전문가적 경험을 배제할 수 있으며, 자동화함으로써 효율성을 제고할 수 있는 위상속도 계산 기법을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 기법은 다층구조 지반에서의 표면파의 주파수파수 특성을 이용하였으며, 그 개념에 기초하여 주파수파수 기법(Frequency-Wave Number Technique)이라고 하였다. 본 연구에서 제안한 기법의 신뢰성을 검증하기 위하여, SASW 수치실험을 수행하였다. 그리고 SASW 수치실험에 의해 구한 이론 전달함수로부터 위상속도를 계산하여, 위상각전개법으로 구한 위상속도와 비교 검토하였다. 또한, 경기도$\bigcirc$$\bigcirc$ 지구에서 수행한 SASW 실험자료에 대해 본 연구에서 제안한 기법을 적용하여 현장적용성 및 실용성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.29-42
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• 1999

비파괴적, 비관입적으로 지반 및 구조물의 전단강성 구조를 파악할 수 있는 SASW 기법은 여러 토목분야에서 성공적으로 적용이 되어왔다. 그러나 SASW 기법은 그 기법상의 제약으로 인해 실험이 행해지는 측선의 하부구조가 수평으로 균질하다고 하는 가정을 하여야만 한다. 이러한 수평 다층 구조의 가정은 포장 구조체, 터널 라이닝 등의 토목 구조물의 건전도 검사의 경우에 있어서 반드시 합리적이라고 할 수는 없다. 즉, 지반조사 측선 방향으로의 변이성 평가를 높은 해상도로 수행하여야 할 경우에 기존의 SASW 실험으로 만족스러운 결과를 얻는 것은 용이하지 않다. 최근에는 지반 및 구조물의 건전도 상태를 연속적으로 평가하는 GPR과 같은 비파괴 검사의 중요성이 부각되고 있는 실정이기에, 본 연구에서는 기존의 SASW 실험을 보완하여 지반 조사 측선 방향으로의 전단강성의 연속적 평가가 가능한 토모그래픽 SASW 기법을 새로이 개발하였다. 이러한 토모그래픽 SASW 기법의 개발로 조사대상 매질의 전단강성의 변화에 관한 거리-깊이의 2차원적 컨투어(contour) 도표(토모그래피)의 표현이 가능하게 되어 SASW 기법의 적용성이 토건구조물의 건전도 평가 영역에서 확대되게 되었다. 본 연구에서는 새로이 제안된 토모그래픽 SASW 기법의 타당성을 평가하기 위하여 강사법으로 형성한 모래지반의 횡방향 및 깊이 방향으로의 균질성을 조사하였다. 토모그래픽 SASW 실험으로 모래지반의 전단강성의 변화정도를 용이하게 파악할 수 있었으며, 전단강성의 길이-깊이 방향에 대한 컨투어 도표는 강사법에 사용한 강사기의 문제점을 파악하는데 도움이 되었다. 이러한 모래 지반에서의 전단강성의 평가 실험으로 본 연구에서 제안한 토모그래픽 SASW 실험의 타당성 및 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권3호
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• pp.53-62
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• 1997

주파수영역 표면파기법 (SASW)을 수중지반탐사에 적용하기 위한 일련의 해석적 연구가 실시되었다. SASW실험으로 지반강도분포를 정밀히 예측하기 위해서는 실험조건, 고차모드의 영향, 응답파의 정리 기법 등, 실험결과에 영향을 미치는 모든 제반 요소들을 고려한 정확하고도 경제적인 이론분산곡선을 결정해야만 한다. 따라서, 본 논문에서는 수중 표면파의 이론분산곡선을 구하기 위한 해석기법들을 개발하고 그 이론적 배경을 설명하였다. 또한, 개발된 해석기법들을 수중지반에서 실제로 실시된 SASW실험결과의 분석에 적용하여 수중지반의 강도특성을 예측하는 예를 보였다. 이 결과로부터 개발된 해석기법들과 더불어서 수중지반탐사를 위한 SASW 실험방법의 적용성이 검토되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제2권4호
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• pp.174-179
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• 1999

토목구조물의 내진설계등에 필요한 탄성 계수중의 하나인 S파 속도의 측정을 위해서 통상적으로 시추공을 이용한 downhole 시험이나 crosshole 시험 또는 검층 조사를 실시하여 왔다. SASW(Spectral Analysis of Surface Waves, 주파수영역 표면파해석)기법은 이러한 공내 시험법들의 한계를 극복한 것으로서 지표면에서 표면파의 측정을 통해 지표 아래의 전단 강성 주상도를 추정하는 비파괴, 비관입 시험방법이다. 본 논문에서는 SASW기법의 원리를 간략히 언급하고 현장적용 가능성 파악을 위하여 여러 현장에서 수행한 SASW실험 결과를 요약하였다. 인천국제공항 현장에서의 동다짐 효과 판정, 마북리 시험터널의 라이닝 및 배면 암반 상태 파악, 콘크리트 옹벽의 두께 파악을 위하여 SASW기법을 성공적으로 활용하였으며 비파괴적, 경제적인 특징으로 인하여 그 외 다양한 분야에서도 SASW기법이 응용될 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.271-283
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• 2002

콘크리트 구조물의 건전성 평가에 사용되는 충격반향기법에서는 콘크리트의 P파 속도가 부재의 두께 및 결함의 위치를 찾는데 있어서 매우 중요한 요소이다. 본 논문의 동반논문인 수치해석편에서 표면파기법을 이용하여 콘크리트 부재의 P파 속도를 신뢰성 있게 추정함을 알 수 있었다. 수치해석 연구에 이어서 본 논문에서는 공극, 불량콘크리트 등의 결함이 내재된 콘크리트 모형 슬래브를 제작하여 제안된 충격반향-표면파 병행기법의 실제 구조물에 대한 적용성 연구를 수행하였다. 실험결과, 표면파기법으로부터 구한 부재의 P파 속도는 두께를 알고 있는 부분에서 충격반향기법으로부터 구한 P파 속도와 거의 일치하였으며, 표면파기법으로부터 구한 P파 속도를 적용하여 충격반향기법을 수행한 결과, 여러 결함의 위치를 신뢰성있게 찾아낼 수 있었다. 또한, 실제 지중에 매설되는 관 형태의 지중 구조물과 지중에 매설된 개착식 터널에서 제안된 비파괴검사기법을 수행한 결과, 구조물의 두께를 신뢰성 있게 구하여 실제 지반구조물에서의 현장 적용성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.71-81
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• 2005

지반의 표면에서 비파괴적으로 지반의 구조나 하부강성을 구하는 표면파 기법의 초기형태는 2차원 평면파의 측정과 해석에 기반을 두었으나, 이후 3차원 입체파에 기반을 두는 형태로 발전하였다. 그러나 체적파의 간섭, 근접장 효과, 표면파 측정해상도의 한계 등으로 인하여 3차원 입체파의 활용은 제한적이었고, 측정 지반을 대표하는 1차원 평가에 국한되었다. 본 연구에서는 SASW 시험의 수치모델링을 통하여 수직 레일레이파, 수평 레일레이파, 러브파 등의 표면파 전파 특성을 3차원 영역에서 심도있게 고찰하였으며, 표면파의 근접장 효과를 최소화하기 위한 새로운 필터조건을 정립하였고, 결과적으로 CAP(common-array-profiling)-SASW라는 기법이라고 하는 개선된 표면파 기법을 제안하게 되었다. CAP-SASW 기법의 적용으로 인하여 좁은 폭의 지반단면에 대한 전단파 속도 주상도 평가가 가능하게 되었고, 지반 단면에 대한 2차원 지반강성 평가도 가능하게 되었다. 본 연구에서 제안한 기법의 검증을 위하여 자연 지반을 대상으로 하여 CAP-SASW 시험, 기존 SASW 시험, 다운홀 시험 등을 수행하여 획득된 전단파 주상도를 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.77-84
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• 2001

SASW 기법은 실험에서 얻은 실험분산곡선이 현장 지반 강성의 주상을 합리적으로 반영하므로 실험결과로부터 전단파 속도 주상도를 신속하게 결정할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나, 실험결과를 해석하는 과정에서 현재까지는 지반의 층상구조를 수평으로 가정하는 근본적인 한계점을 지니고 있었다. 이는 지반이 수평층상구조가 아닐 경우 해석적인 해를 구하기 힘들기 때문이다. 본 논문에서는 유한요소 수치해석을 통하여 경사진 지반에서 SASW 기법을 수행했을 경우 지반경사를 고려한 지반 조건이 실험분산곡선에 미치는 영향을 규명하였다. 이를 위하여 지반의 기울기와 표면파 전파 방향이 실험분산곡선에 미치는 영향과 파의 전파형상에 미치는 영향을 규명하기 위한 해석을 수행하였다. 해석결과 경사지반에서 지반 조건이 변함에 따라 실험 분산곡선에 많은 변화가 나타났고, 경사진 지반에서 파의 전파현상은 수평 층에서의 파의 전파형상과는 전혀 다른 특성으로 나타남을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.257-264
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• 1998

• 지구물리
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• 제3권4호
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• pp.251-260
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• 2000

수중 SASW 실험에서 얻은 표면파의 실험분산곡선으로부터 지반의 강성을 추정하기 위한 역해석 과정에서 적용할 수 있는 파동해석기법인 로드해석법(2차원 해석법)과 변위해석법(3차원 해석법)의 적용성을 평가하였다. 그 결과 지반의 강성이 깊이에 따라 점진적으로 증가하고 지반 강성이 비교적 낮아 그 압축파 속도가 물의 압축파 속도보다 느린 경우에 대해서는 고유치 해석법을 적용할 수 있었다. 그러나 지반의 강성이 크거나 깊이에 따른 지반강설의 변화가 역전되는 경우에는 고차모트의 영향이나 고유치가 복소수가 되는 등의 문제가 발생하게 되므로 고유치 해석법으로 적절한 이론분산곡선을 얻을 수 없는 경우가 많고, 이 경우에는 변위해석법을 적용하여야 한다는 결론을 얻었다. 한편 수중 SASW 현장실험으로부터 얻은 결과를 제안된 변위해석법을 이용하여 분석한 결과 지반의 강성주상을 적절하게 추정한 수 있어 수중 SASW 실험의 현장 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.257-270
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• 2002

콘크리트 지반구조물의 건전성 평가에 사용되는 충격반향기법에서는 콘크리트의 P파 속도가 부재의 길이 및 결함의 위치를 찾는데 있어서 매우 중요한 요소이다. 일반적으로 충격반향기법을 현장에 적용시에는 코어를 채취하거나 정확한 두께를 아는 위치에서 콘크리트의 P파 속도를 구한 후 이를 부재의 대표값으로 사용하여 부재의 두께 및 결함을 탐지한다. 그러나 경우에 따라서는 코어를 채취할 수 없고 대형 구조물의 경우 위치에 따라 콘크리트의 P파속도가 달라질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 표면파기법을 이용하여 시험이 수행되는 위치에서 완전 비파괴적으로 P파 속도를 구하여 충격반향기법에 적용하고자 하였다. 이와 같이 제안된 충격반향-표면파 병행기법의 적용성 연구를 위해 먼저 유한요소법을 이용한 수치해석적 연구의 결과를 본 논문에, 모형부재 제작을 통한 실험연구의 결과를 다음 동반 논문에 소개하고자 한다. 수치해석 연구를 다루는 본 논문에서는, 표면파기법으로부터 P파 속도 추정의 검증을 위해 상용프로그램 ABAQUS를 이용한 슬래브 형태의 구조물의 모델링을 통하여 해석을 수행하였다. 또한 콘크리트 와 다른 매질로 이루어진 이질 매질층과 여러 가지 결함 형태를 포함하는 콘크리트 슬래브에 대한 충격반향기법에 대한 수치해석을 수행하여 기법의 적용성을 검증하였다.