• 제목/요약/키워드: Subsurface Geological Structure

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2차원 MT 모델링을 이용한 한반도에서의 해양효과 분석 (Analysis on the sea effect in the Korean Peninsula using 2-D MagnetoTelluric(MT) modeling)

  • 양준모;권병두;이춘기
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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    • pp.259-264
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    • 2006
  • 심부 지각구조 조사를 위한 MT 및 GDS 탐사에서 주변 해양은 지각 구조의 반응을 왜곡시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 MT 2-D 모델링을 이용하여 한반도에서 주변 해양의 효과를 분석하고, 해양 효과의 주파수적, 공간적 의존성을 조사하였다. 동해와 서해는 각각의 컨덕턴스 차이 때문에 공간적, 주파수적 영향이 다른 양상을 보였다. 전반적으로 TM 모드보다 TE 모드의 반응이 덜 왜곡되었으며, TM 모드 반응은 저주파수로 갈수록 1-D 모델 반응과 그 차이가 증가하였다. 한반도의 경우, 주어진 1-D 구조에서 획득 가능한 주파수 하한을 0.001Hz라 가정했을 때, 동해로부터 약 100km 안팎, 서해로부터 약 40-50km 정도 이격되어야 해양의 영향을 무시할 수 있으며, 이 이격거리는 지하의 1-D 구조와 주파수에 의존적이다.

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미소진동 모니터링 시스템의 측정 신뢰도 향상을 위한 시그널 컨디셔너 개발 (Development of a Signal Conditioner to Improve the Measurement Reliability of a Microseismic Monitoring System)

  • 천대성;한철민;이장백
    • 터널과지하공간
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    • 제30권1호
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    • pp.1-14
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    • 2020
  • 미소진동 모니터링은 구조물의 미세 수준의 손상을 감지하여 구조물의 성능확인 및 안전관리에 활용된다. 신뢰도 높은 미소진동 모니터링 시스템을 구성하기 위해서는 수집된 신호를 변환하는 시그널 컨디셔너의 역할이 매우 중요하다. 시그널 컨디셔너는 정확한 데이터 수집과 기기 정밀 제어에 도움을 주며 신호변환, 선형화, 증폭 등의 추가적인 기능을 수행한다. 본 기술보고는 기존에 개발한 미소진동 모니터링 시스템의 성능을 향상하여 보다 정밀한 모니터링 구현을 목적으로 광산현장에 적합한 노이즈 저감형 시그널 컨디셔너를 개발하고 이를 검토하였다.

A new geophysical exploration method based on electrical resistivity to detect underground utility lines and geological anomalies: Theory and field demonstrations

  • Jo, Seon-Ah;Kim, Kyoung-Yul;Ryu, Hee-Hwan
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제18권5호
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    • pp.527-534
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    • 2019
  • Although ground investigation had carried out prior to the construction, many problems have arisen during the civil-engineering works because of the presence of the unexpected underground utility lines or anomalies. In this study, a new geophysical exploration method was developed to solve those problems by improving and supplementing the existing methods. This new method was based on the difference of electrical resistance values between anomalies and surrounding ground medium. A theoretical expression was suggested to define the characteristics of the anomalies such as location, size and direction, by applying the electric field analysis. An inverse analysis algorithm was also developed to solve the theoretical expression using the measured electrical resistance values which were generated by the voltage flowing the subsurface medium. To verify the developed method, field applications were conducted at the sites under construction or planned. From the results of the field tests, it was found that not only the new method was more predictive than the existing methods, but its results were good agreed with the measured ones. Therefore, it is expected that application of the new exploration method reduces the unexpected accidents caused by the underground uncertainties during the underground construction works.

복합 지구물리탐사와 사면 안정해석 자료를 이용한 땅밀림 지역의 활동연약대 파악 (Delineation of the Slip Weak Zone of Land Creeping with Integrated Geophysical Methods and Slope Stability Analysis)

  • 이선중;김지수;김관수;권일룡
    • 지질공학
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    • 제30권3호
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    • pp.289-302
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    • 2020
  • 2016년 경상남도 하동군 땅밀림 지역의 지하구조와 미끄럼사면을 파악하기 위해 지구물리탐사(전기비 저항, 탄성파 굴절법, 시추공 영상촬영)와 사면안정해석을 실시하였다. 시추조사와 탄성파속도로 해석된 사면의 지층 및 지하구조는 20여 m의 두터운 퇴적층 밑에 구간에 따라 1 m보다 얇은 풍화암 및 연암이 각각 분포한다. 지표지질조사를 통하여 관찰된 인장균열의 지표흔적을 기준으로 시추공 BH-2에서 영상촬영을 수행하여 확인된 집중 파쇄대의 분포는 지하수면과 쌍극자배열 전기비저항 단면에서 해석된 활동연약대의 깊이와 잘 부합한다. 기반암 표면의 고비저항 돌출부는 연약대의 하부 진행을 막는 일종의 자연적인 받침대 역할을 하여 이것을 경계점으로 활동면이 미끄러지고 약간 위로 올라가는 휘어진 파괴면을 수반하는 땅밀림의 특성을 설명해준다. 활동연약대에 대한 사면안정해석에서 지하수면의 변동시켜가며 건기와 우기의 안전율을 계산한 결과 우기에 해당되는 0.89의 낮은 값은 지하수로 완전포화된 물질에 기인하는 바 조사지역의 사면은 호우 시 불안정한 사면으로 해석된다.

옥천대 남서지역의 항공자력자료해석 (Interpretation of Aeromagnetic Anomalies in the Southwestern Part of the Ogcheon Belt, Korea)

  • 박창업;강태섭;이정모
    • 한국석유지질학회지
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    • 제4권1_2호
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    • pp.20-26
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    • 1996
  • 백악기 능주분지를포함한 옥천대 서부 일부지역의 지하 지질구조를 파악하기 위하여 이 지역의 항공자력 자료를 분석 및 해석하였다. 연구지역은 전라남도 무안군, 영암군, 강진군, 장흥군 및 동부 해남군 등이 포함된다. 극자료화 자력이상을 정성적 분석 및 정량적 모델링에 의해 다음과 같은 사실을 알게 되었다. :연구지역의 북서부의 나주군 동강면에서는 대자율이 작은 선캠브리아기의 편마암과 백악기의 불국사 화강암이 분포되어 있다. 그러나 자력이상을 설명하기 위해서는 이들 암석이 지하 깊숙히에서 대자율이 큰 반암에 의해 관입되어 있는 상태를 가정해야만 한다 능주퇴적분지를 동서로 가르는 단면 자력 자료를 모델링한 결과에 의하면 분지의 북부는 남부보다 그 깊이가 더 깊고 최고 깊이가 $3\cal{km}$ 정도 된다. 분지의 기저부는 서부쪽이 동부쪽보다 경사가 더 급하다. 능주분지의 퇴적암의 대자율이 크게 나타나는 점으로 미루어보아 상당한 양의 화산 암류가 포함되어 있을 것으로 유추된다. 이러한 사실은 능주분지에 석유 또는 천연가스의 부존 가능성을 배제한다.

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장대교량 기초 설계를 위한 수륙혼합 전기비저항탐사 사례 (Case history of electrical resistivity survey at the river for bridge design)

  • 정호준;김정호;권형석;안희윤;김기석
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2002년도 정기총회 및 제4회 특별심포지움
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    • pp.126-138
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    • 2002
  • 근래에 들어 설계되는 교량들은 경간이 넓어지는 추세이며, 이때 교량의 안전성을 위해 적합한 기초 지반을 확보하는 것이 중요한 문제중의 하나이나, 물로 덮힌 강 하부의 정확한 지반정보를 얻는 것은 상당히 어려운 문제이다. 본 논문에서는 교량 건설 부지의 전반적인 지반정보를 획득하기 위해 강 지역에서 실시한 전기비저항 탐사 사례를 소개하고자 한다. 주로 육상에서 실시되었던 전기비저항 탐사는 물로 덮힌 강 지역에서도 강하부의 전기비저항 구조를 성공적으로 파악하였고 시추조사 결과에서 그 정확성이 입증되었다. 강구간에서의 전기비저항탐사 결과는 안전한 교량의 설계를 위한 양호한 교량 기초 위치의 선정에 필요한 단층파쇄대 등의 지질구조에 대한 정보를 제공할 수 있었다. 강물 구간에서의 전기 비저항탐사의 적용은 예상치 못한 지반조건에 의한 시공시의 설계변경 또는 기초지반 보강시 발생하는 수질오염, 건설비용 증가 등을 미연에 방지하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

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반사법 탄성파 탐사를 이용한 천부 지질 구조 (Subsurface Geological Structure Using Shallow Seismic Reflection Survey)

  • 김규한;공영세;오진용;이정모
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제2권1호
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    • pp.8-16
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    • 1999
  • 반사법 탄성파 탐사는 높은 해상도로지하지질구조를 구현할 수 있는 물리탐사방법중의 하나이지만 육상에서의 천부지층에 대한 반사법 탐사는 지표의 미고결층에 의한 고주파 에너지의 심한 감쇠현상과 진원근원의 강한 표면파로 인하여 고해상도의 반사단면 획득이 어렵다. 그러나, 자료취득시 장비 및 야외조건에 최적인 자료 취득상수의 선택과 자료처리시 세심한 주의를 기울일 경우, 높은 해상도의 중합단면도의 획득이 가능하다. 이번 반사법 탐사에서는 자료취득시 소형망치와 같은 저수준 에너지원의 진원과 40 Hz의 수직속도 수진기를 사용하였다. 진원점에서는 알루미늄판에 해머스타터를 부착하여 트리거신호를 얻었으며, 지면에 놓인 알루미늄판을 반복가격 후 수직중합하여 신호대 잡음비가 높은 기록을 획득할 수 있었다. 또한, 전통적인 공심점 기법과는 달리 이번 연구에서 고안 사용된 개량 공심점 기법은 야외에서 효율적으로 높은 중합수의 자료취득을 가능하게 했으며 그 결과도 양호한 것으로 밝혀졌다. 자료처리는 Linux를 운영체제로 하는 일반 PC에 접목된 SU(Seismic Unix)를 이용하여 기개발된 기법들을 적절하게 적용하였다.

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포텐셜 자료해석을 통한 화산칼데라 구조 해석 (Analysis of the Geological Structure of the Hwasan Caldera Using Potential Data)

  • 박계순;류희영;양준모;이희순;권병두;엄주영;김동오;박찬홍
    • 한국지구과학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.1-12
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    • 2008
  • 본 연구에서는 한반도 남동부의 의성분지 내에 위치하는 화산칼데라 지역을 대상으로 지구물리학적 연구를 수행하였다. 기존 연구들의 한계를 극복하기 위해 원격탐사를 통한 전체적인 구조 특성을 분석한 후에 정밀한 3차원 포텐셜 해석을 수행하는 기법을 적용하였다. 첫 번째 단계로, 수치지질도 및 DEM 자료와 인공위성 영상을 이용하여 대상 지역의 선구조를 분석하였다. 선구조 분석 결과는 선행 연구결과와 상당히 잘 부합되었고, 남-북 방향과 남동-북서방향이 가장 우세함을 보여주었다. 두 번째 단계로, 선구조 분석 결과를 고려하여 의성분지 전체 지역에서 조밀한 중력탐사 자료를 획득하였고 항공자력탐사 자료와의 복합 해석을 통해 광역적인 칼데라의 구조를 조사하였다. 파워 스펙트럼 기법을 이용한 분석 결과, 의성 분지 하부는 개략적으로 2개의 밀도 불연속면 이 존재하는 것으로 해석되었다. 첫 번째 불연속면의 심도는 약 1 km로 칼데라 지역 내에 존재하는 화산쇄설성 퇴적암의 심도나 화산칼데라의 ring vent 위치에서 관입하고 있는 관입암의 심도로 판단되며, 두 번째 심도는 약 3-5 km로 분지기반암의 심도와 관련 있는 것으로 추정된다. 또한 3차원 중력역산을 실시한 결과 남서쪽의 백악기 팔공산 화강암과 북동쪽의 불국사 관입암류에 의한 저밀도체가 나타나고, 화산칼데라 중앙부 부근에는 화산쇄설성 퇴적암류 또는 칼데라 형성 과정에서 침강된 상부의 퇴적층으로 해석된 퇴적층이 주변보다 낮은 밀도를 가지며 하부로 약 1.5 km까지 연장되어 있는 것으로 분석되었다. 그러나 포텐셜 자료는 그 특성상 수직 분해능이 양호하지 못하므로, 수직적인 발달 특성을 갖는 칼데라의 구조를 정확히 파악하기는 어렵다. 본 연구에서는 이런 한계점을 극복하기 위해서 동일 지역에서 이루어졌던 자기지전류 탐사 결과와 비교 분석하여 효과적인 해석을 수행하였다.

3차원 해저면 탄성파 탐사 자료에 대한 2차원/3차원 음향 전파형역산 비교 (Comparison of the 2D/3D Acoustic Full-waveform Inversions of 3D Ocean-bottom Seismic Data)

  • 노희찬;박세은;지형근;김석한;이향월;오주원
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제25권4호
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    • pp.203-213
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    • 2022
  • 탄성파 탐사 자료의 영상화를 통해 지층의 구조를 파악하기 위해서는 지하 매질의 탄성파 속도 정보가 필수적이다. 지하 매질의 속도를 추정하기 위해 전파형역산(Full waveform inversion) 기술이 주목을 받고 있지만 3차원 전파형역산은 방대한 컴퓨터 자원과 계산 시간이 요구된다. 본 연구에서는 3차원 음향 전파형역산과 2차원 음향 전파형역산의 계산 성능과 정확성을 비교하고, 회절각 필터링 기술을 이용한 주파수영역 2차원 전파형역산을 통해 2차원 근사의 한계점을 일부 보완할 수 있음을 확인한다. 큰 반사각도의 성분만을 이용하는 회절각 필터링 기술을 적용하여, 3차원 탐사자료를 통해 2차원으로 근사할 때 문제가 될 수 있는 2차원 단면을 벗어난 지역으로부터의 반사파의 영향을 줄이고, 3차원 전파형역산과 구조보정에 필요한 장파장 속도구조를 구축할 수 있을 것으로 기대한다.

쌍극자-쌍극자 전기비저항 탐사에서 나타나는 음의 겉보기 비저항 (Negative apparent resistivity in dipole-dipole electrical surveys)

  • 정현기;민동주;이효선;오석훈;정호준
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제12권1호
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    • pp.33-40
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    • 2009
  • 쌍극자-쌍극자 전기비저항 탐사를 수행하여 자료를 얻다 보면 종종 음의 겉보기 비저항값을 얻게 된다. 음의 겉보기 비저항이란 겉보기비저항 가단면도 상에서 주변자료와 반대되는 부호를 갖고 나타나는 비저항을 의미한다. 이러한 음의 겉보기 비저항은 보통 측정오차로 간주되어 현장 자료 해석시 무시되어 왔다. 일부 측정기기에서는 겉보기 비저항의 절대간이 기록되므로 이러한 음의 비저항값들이 주변값과 같은 부호를 갖는 것으로 환산되어 해석되기도 한다. 현장에서의 여러 실험 결과 옴의 겉보기 비저항갈은 측정오차나 자연전위의 영향에 의해 나타나는 현상이 아니었으며, 유도분극에 의한 영향도 아니었다. 한가지 가능성으로 지하 지질구조에 의한 영향으로 생각할 수 있다. 이 연구에서는 수치모델링을 통하여 평탄한 지형에서 음의 비저항이 지하 지질구조에 의하여 나타날 수 있다는 것을 보여준다. 현장자료를 시뮬레이션하기 위하여 3차원 전산모델링 알고리즘을 이용하였으며, 3차원 결과로부터 2차원 가단면도를 얻었다. 음의 비저항을 발생시키는 모델로는 U자형과 초승달모양의 전도체 모델을 가정하였다. 수치모델링 결과 이러한 지질구조로부터 음의 비저항이 나타날 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 일반적으로 전류전극으로부터의 거리가 멀어질수록 전위값이 증가하게 되면 전위차 곡선들이 서로 교차하면서 음의 비저항값이 나타나는데, 본 연구에서 제시된 결과들에 대해 전극위치에 대한 전위차 그래프를 그려봄으로써 이를 확인할 수 있었다. 본 연구에서 제시한 수치예제들은 현장조사에서 획득한 음의 겉보기 비저항값들이 지하 지질구조에 의해 발생할 수 있는 가능성을 제시하며, 향후 현장조사 자료 해석시 이를 고려하여 해석할 것을 제안한다.