• 지구물리와물리탐사
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• 제21권3호
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• pp.183-197
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• 2018

탄성파 탐사를 이용한 지질구조 규명에 있어 정확한 속도모델 구축이나 영상화 기술 개발만큼 중요한 것이 자료의 분해능을 높이는 기술이다. 일반적으로 자료취득 과정에서 고주파 송신원을 사용하거나 자료처리 과정에서 곱풀기(deconvolution) 등의 기법을 적용하여 분해능을 향상시킬 수 있다. 그러나 해양 탄성파 탐사에서 분해능을 저해하는 가장 큰 원인은 도깨비파에 의한 특정 주파수 성분의 손실이다. 따라서 도깨비파를 제거하면 주파수 손실을 방지하여 광대역 탄성파 자료를 얻을 수 있고, 결과적으로 높은 분해능의 지층 영상을 얻을 수 있다. 도깨비파 제거는 자료처리 과정에서 적절한 필터를 적용하여 수행할 수 있지만, 최근에는 탐사 장비의 발전과 탐사 설계의 혁신을 통해 효과적인 광대역 탄성파 탐사 기술이 개발되고 있다. 해외 탐사전문 기업들은 오버/언더 스트리머나 가변 심도 스트리머와 같이 새로운 수신기 배열을 개발하거나 이중 센서 스트리머를 이용한 도깨비파 제거 기술을 확보하여 고분해능 영상화 기술을 제공하고 있다. 안타깝게도 국내에서는 광대역 탄성파 탐사 장비나 기술에 대한 연구가 거의 이루어지지 않고 있다. 본 논문에서는 국내 광대역 탄성파 탐사 연구에 도움이 될 수 있도록 그 기본 이론과 기술 현황을 소개하였다.

• 지질공학
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• 제19권1호
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• pp.89-98
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• 2009

암반내의 핵석의 존재는 불안전한 요소로 작용하고 있으며 특히, 절개사면의 경우 노출이 되지 않더라도 핵석이 풍화정도의 차이에 따라 사면의 불연속면 증가 또는 강도 감소가 되며 사면의 낙석이나 붕괴등 사면 거동의 중요한 요소로 작용한다. 연구대상 사면은 20여년전 절개가 완료되어 일부분 사면보강을 완료하였으나 적은 강우에도 잦은 낙석이 발생하여 항구적인 안정대책이 시급한 실정이었다 탄성파탐사와 사면지질조사 견과를 비교 분석하여 핵석의 분포특성 및 규모를 파악할 수 있었다. 또한 주변 암반사면에서 DIPS 프로그램을 이용한 평시투영을 실시하여 주변 풍화토 사면에서의 핵석 분포특성 및 규모 파악에 대하여 검토하였다.

• 자원환경지질
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• 제38권6호
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• pp.623-631
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• 2005

충청남도 공주시 공산성 쌍수정 광장 남쪽에 위치한 원형연못(상면직경 7.3m, 바닥직경 3m, 깊이 4.78m) 부근의 천부 지반구조를 밝히기 위하여 탄성파 조사를 실시하였다. 기존의 문화재 발굴조사를 통하여 쌍수정 광장은 백제 추정왕궁지가 위치한 곳으로 알려졌으며, 이때에 원형연못도 발굴되었다. 문화재 지반조사에 대한 탄성파 탐사의 유용성을 확인하기 위하여 측선이동시험(walkaway test), 전통적인 굴절법 탐사, 그리고 등간격 굴절법탐사를 적용하였다. 등간격 굴절법탐사는 처음 시도한 방법으로서 원형연못 및 주변의 지반을 통과한 선두파들 사이의 도달시간 차이를 측정하여 원형연못의 동쪽과 서쪽 지반의 차이점을 파악하였다. 전반적인 공상성 원형연못 주변 지반의 탄성파 속도구조는 3층 구조이다. 최하부 층은 쌍수정 주변에 노출된 기반암의 연장으로 해석하였으며, 최상부 및 중간층은 인공적인 기초지반으로 해석하였다. 원형연못의 기반암은 쌍수정 광장의 북쪽 지반에 비하여 더 깊은 곳에 위치하며, 원형연못의 서쪽지반이 동쪽지반에 비하여 더 두꺼운 연약층이 분포한다. 중간층은 백제시대 원형연못을 축조할 때의 다짐층으로 해석하며, 이를 근거로 공산성 원형연못은 파내려 가며 축조된 것이 아니라 쌓아 올려 축조되었을 가능성을 제기한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권2호
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• pp.112-124
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• 2018

해저면 탄성파 탐사는 4성분 수신기를 해저면에 설치하여 자료를 측정하는 자료 취득 기법으로 기존의 탄성파 탐사 자료 취득 기법보다 향상된 품질의 자료를 얻을 수 있다. 그러나 해저면 탄성파 탐사는 자료 취득 비용이 매우 높아 사용할 수 있는 수신기의 개수가 제한된다는 단점이 있다. 자료 취득에 적은 수의 수신기만을 사용하기 때문에 해저면 탄성파 탐사로 취득한 자료는 트레이스 간의 연속성이 떨어지고, 이로 인해 공간 알리아싱 등의 문제가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 수신기 개수가 적은 해저면 탄성파 자료의 영상 품질을 향상시키기 위해 미러 이미징(mirror imaging) 알고리즘을 사용해 키르히호프(Kirchhoff) 참반사 보정을 구현하였다. 미러 이미징 알고리즘을 적용하기 위해서는 상향/하향 파동장을 분리한 후 하향 파동장을 사용해야 하며, 본 연구에서는 P-Z summation 기법을 사용해 파동장을 분리하였다. 수치 예제를 통해 미러 이미징 알고리즘을 사용한 참반사 보정 결과가 전통적인 참반사 보정 결과보다 더 넓은 범위를 영상화 할 수 있음을 확인하였고, 특히 천부 지층에서 그 효과가 뚜렷함을 볼 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제22권3호
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• pp.116-131
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• 2019

고품질의 고해상 해저 탄성파 탐사자료를 얻기 위해서는 해상의 파도가 매우 낮은 환경에서 탐사가 이루어져야 하지만, 약간의 파도가 있는 상태에서 탐사를 수행하는 경우가 많으며 이로 인하여 자료의 품질이 저하된다. 이러한 경우에는 자료처리 과정에서 해저면 신호의 정확한 위치를 파악하여 자동적으로 파도 또는 너울의 영향을 제거함으로써 탄성파 자료의 품질을 향상시킬 수 있다. 그러나 파도의 영향으로 인하여 잡음이 포함되거나 해저면 신호가 약해진 자료에서는 해저면 위치 선정에 오류가 발생하기 쉽다. 이 연구에서는 해저면의 위치를 예상하여 좁은 선정 범위를 설정한 후 이 범위 내에서 해저면의 위치를 선정함으로써 이와 같은 오류를 감소시키는 방법을 사용하였다. 해저면 예상 위치는 다중채널 자료에서 각 채널별로 이전에 선정한 해저면의 위치들을 이용하여 산출하였다. 또한 채널별로 산출한 해저면 예상 위치를 샷모음 내에서 다른 해저면 예상 위치와 비교하여 검증하였다. 이와 같은 방법을 잡음이 포함된 여수근해 8채널 고해상 에어건 탐사자료에 적용한 결과, 해저면 신호 이전의 잡음이나 이후의 강한 반사 신호를 선정하는 오류가 현저하게 감소되었으며, 약 2.5 m의 너울영향을 보정한 고품질의 탄성파 단면도를 제작할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.28-39
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• 2013

비보강 조적벽체를 이용한 저층 건축물은 국내에 가장 흔히 볼 수 있는 주거형태이지만, 비보강 조적벽체는 높은 횡강성에 비하여 연성능력 부족 등의 이유로 지진으로부터 구조적 피해를 피하기 힘든 횡력저항시스템으로 알려져 있다. 하지만, 국내 비보강 조적벽체 전단강도와 전단강성에 대한 실험적 연구는 부족한 편이며, 실제 지진이 발생했을 비보강 조적벽체를 횡력저항요소로 사용하는 건축물의 내진성능에 대한 연구는 상대적으로 부족한 실정이다. 이로 인하여 국내 비보강 조적벽체의 특성을 반영하고 있다고 볼 수 없는 FEMA 356에서 제시하고 있는 비보강 조적벽체의 전단강도와 강성을 준용하여 사용하고 있다. 본 연구에서는 우선 FEMA 356에서 제시하고 비보강 조적벽체의 전단강도와 강성을 실험결과와의 차이에 대해 기술하고, 이 차이가 현황조사와 실험데이터를 바탕으로 결정한 표본 비보강 조적조 건축물의 내진성능에 미치는 영향과 경과년수에 따른 영향을 증분동적해석을 이용하여 계산된 붕괴여유비와 구조성능의 불확실성을 표현하는 베타값을 이용하여 분석하였다. 해석결과를 통하여 FEMA 356에 의한 전단강도와 강성을 사용할 경우 조적조 건축물의 붕괴여유비와 베타값을 과소평가하는 것으로 나타났다. 하지만, 두 경우 모두 국내 내진설계기준에서 제시하는 성능기준을 만족하지 않는 것으로 나타났으며, 경과연수가 클수록 이런 현상은 뚜렷해지며, 30년 이상 경과된 조적조 건축물은 2400년 재현주기의 지진에 붕괴확률이 약 90%에 도달하는 것으로 나타났다.

• 한국지리정보학회지
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• 제19권4호
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• pp.17-35
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• 2016

지진으로 인한 재난은 지반운동의 증폭과 관련된 부지효과의 차이로 인해 흔히 견고한 토사나 암반에 비해 연약한 토사 지역에서 심하게 나타나고 있다. 지역적 관점에서 이러한 차이는 대상 영역 전체의 토사 지층 분포의 예측을 통해 우선 파악할 수 있다. 토사는 대개 내륙에 비해 강이나 해안 주변에서 두껍게 발달하고 있다. 본 연구에서는 해안 대도시 인천을 대상으로 부지효과를 평가하고 지진재해 정보를 제공하고자, 연구 영역 전체의 지반지층에 대해 GIS 기반의 공간예측을 수행하였다. 약 7,000 여공의 기존 시추조사 자료를 수집하여 GIS DB로 구축하였으며, 추가적으로 현장답사를 통해 지표지반 자료들을 확보하였다. 구축된 지반 DB를 토대로 부지고유 지진응답 매개변수들에 관한 공간구역화 지도들을 지역 지진대책에서의 활용을 위해 제시하였다. 지반지진공학 매개변수별 공간 구역화 수행을 통해 인천 확장영역의 지진위험도를 평가하고, 부지분류 구역정보를 도출함으로써 내진설계의 부지증폭계수를 결정하였다. 이 때 대상 영역 전체에 걸쳐 부지분류에 관한 공간구역화를 부지응답 매개변수별로 수행하고 각 매개변수별 공간분포를 비교하였다. 이에 따라 인천 행정 단위별로 부지주기의 공간구역화를 수행하였으며, 지반지진공학적 취약부지를 평가함으로써 해안 대도시에서의 지진재해 저감을 위한 의사결정 지원의 활용가능성을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권6호
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• pp.674-686
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• 2011

다양한 지표 상태, 수진기 고유 주파수, 진원 발생 방법 등을 달리하는 6종의 탄성파 자료 획득을 통해 각각의 조사 방식별 기록되는 탄성파 신호의 특성을 비교 연구하였다. 특히 포장도로와 같이 일반적인 쇠침 활용 수진기의 설치가 곤란한 조사 지역에 대하여 1.8kg의 원형 무게 판을 수진기에 부착하여 포장도로 위에 설치하는 방식은 조사 편이성은 물론 조사 시간을 단축할 수 있는 방법이 될 수 있음을 확인하였다. 또한 포장도로에서는, 진원을 1kg 내외의 소형 망치 가격으로 발생시켜도 왕복 주시 시간 200ms 혹은 그 이상의 탄성파 신호를 감지하는데 큰 문제가 없는 것으로 나타났다. 수진기에 무게 판을 부착하는 것은 자체 무게에 종속성이 있는 수진기 고유 응답 특성을 변화시킬 수 있을 것으로 추정되나, 실제 굴절파의 도달 시간을 변화시키거나 반사파 신호의 양상을 변화시켜 굴절파 방식 해석 결과 및 반사파 해석 단면을 실질적으로는 크게 왜곡시키지는 않는 것으로 나타났다. 따라서 천부 고해상도 탄성파 조사에 있어서 무게 판 부착 수진기를 활용한 포장도로에서의 탄성파 조사는 시간과 경비를 절약할 수 있는 방안이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.252-258
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• 2007

본 연구에서는 복합 탐사의 장점을 효과적으로 적용할 수 있는 지구통계학적 기법을 통하여 고비용의 탄성파 탐사 자료를 관심 지역 전체에서 획득하지 못했을 경우 인공위성 중력을 이용한 구조 해석 결과의 향상 가능성에 관하여 연구하였다. 이번 연구에 이용된 탄성파 자료는 우리나라 황해에서 획득된 정밀한 탄성파 자료로 본 연구에서는 탄성파 자료 중 일부만을 추출하여 인공위성 중력자료와 복합해석을 수행하였다. 일반적으로 탄성파 속도와 밀도 분포는 좋은 상관관계를 갖는 것으로 알려져 있으나, 본 연구에서 이용된 탄성파 자료의 수가 적기 때문에 보다 안정적인 심도역산 결과와 탄성파 주시 자료의 상관관계를 획득하기 위하여 비선형지시자 변환 기법을 이용하였다. 또한, 본 연구에서는 탄성파 주시 자료와 중력 자료로부터 변환된 주시 자료를 통하여 잔차 해석 및 지역 평균을 이용한 크리깅 기법을 적용하여 복합해석을 수행하였다. 이와 같이 획득된 해석 결과를 정밀하게 이루어진 탄성파 해석 결과와 비교 분석한 결과, 해양의 분지 기반암 구조를 해석하는데 매우 효과적으로 사용될 수 있는 것으로 생각된다.

• 지구물리
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• 제3권1호
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• pp.57-66
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• 2000

울산단층의 구조와 위치는 한반도 동남부의 지각 진화 해석에 중요한 역할을 한다. 울산단층을 피복하고 있는 충적층의 두께와 충적층 하부의 단층 수반 파쇄대를 조사하고 가능하다면 주단층의 정확한 위치를 파악하기 위하여 굴절법 탄성파탐사와 쌍극자 전기비저항탐사를 수행하고 분석하였으며, 이들 결과와 함께 이 지역에서 독립적으로 수행된 타연구의 반사법 탄성파탐사 결과를 도입하여 종합적인 해석을 하였다. 전기비저항탐사에서 동천 동쪽에서의 탐사선에서는 단층으로 사료되는 비저항 이상대가 발견되지 않았으나, 동천 서족 탐사선에는 잘 발달된 연속적인 낮은 비저항이상대를 발견하였다. 이는 울산단층의 주단층은 동천이나 동천 서쪽에 위치하는 것을 시사한다. 동천 동쪽 탐사선에서 실시한 굴절법 탄성파탐사에서는 기반암과 충적층의 경계 및 지하수면으로 사료되는 두 굴절면을 발견하였으며, 충적층의 두께는 약 30 m정도로 해석되었다. 결과해석의 신뢰도를 높이기 위하여 본 조사와 별도로 실시된 반사법 탄성파 자료를 참고한 결과 반사법 탄성파 탐사에서 발견된 많은 단층대가 굴절법탐사나 비저항탐사에서는 나타나지 않았다. 낮은 비저항 이상은 파쇄대를 따른 함수량의 영향보다는 점토의 영향에 밀접한 관련이 있는 것으로 가정할 때 고원인은 설명되나, 굴절법탐사나 비저항탐사의 해상도와 관련이 있을 수 있다. 정확한 원인구명을 위해서는 정밀한 연구가 필요하다. 일반적으로 전기비저항 탐사는 단층위치 파악에 유용한 지구물리학적 탐사법으로 알려져 있으나 본 조사에서는 반사법 탄성파 탐사에 비해 그 효과가 뚜렷하지 못하였다. 쌍극자 전기비저항탐사에서 해상도를 유지하면서 가탐심도를 증가시키기 위해서는 전개수를 늘려야 한다. 그러나 배경잡음 때문에 한계점을 가지는데, 본 조사에서 측정치의 통계학적 성질을 볼 때 조사지역에서의 측정치가 전개수 16까지는 충분한 의미를 가짐을 알 수 있었다.