• 지구물리와물리탐사
• /
• 제11권3호
• /
• pp.204-213
• /
• 2008

2006년 시추되었으며 굴착 시 연약층 붕괴 및 공경수축 등의 잦은 시추공 불안정을 보인 포항 심부 지열 시추공(BH-4, 최종심도: 2,383m)의 안정성에 대해 분석하였다. 안정성 분석을 위해 현장응력과 암석강도를 고려하여 최적이 수압력을 산정한 결과 최적이수압력의 상한은 연직응력으로, 하한은 붕괴압력 또는 공극수압으로 나타났으며, 암종에 따라 매우 다른 범위를 보였다. 시추공 최상부의 반고결 이암 구간은 이수압력의 조절만으로는 공의 붕괴를 방지할 수 없는 조건으로 나타났으며 그 하부의 일부 암종(염기성 암맥, 결정질 응회암)에서는 붕괴압력이 정수압보다 $50{\sim}60%$ 높게 나타났다. 즉 이러한 구간에서는 정수압에 해당하는 이수밀도(0.98 g/$cm^3$)를 사용 시 과도한 공벽 붕괴가 발생할 수 있기 때문에 이수밀도를 1.5 g/$cm^3$ 이상으로 증가시켜 굴착해야 시추공 안정성을 확보할 수 있다.

• 터널과지하공간
• /
• 제26권4호
• /
• pp.304-315
• /
• 2016

본 연구에서는 포항 도움산 지역 내 시험공 3개소의 심도 75 m~716 m 구간에서 획득된 원위치 암반 초기응력 측정 자료를 바탕으로 포항분지 제3기 지층 내에 형성되어 있는 수평응력 분포 특성을 분석하였다. 수압파쇄법에 의한 대심도 초기응력 측정 결과, 조사 지역의 수평응력 성분 크기는 국내 여러 지역 자료에 대한 선형 회귀분석으로부터 계산된 평균값에 비해 매우 낮은 범위의 값을 나타내었다. 그러나 시추공 스캐닝 조사에서 분포 암종의 낮은 강도 특성에 의해 유발된 다양한 규모의 시추공 파괴 현상들이 다수 확인되었다. 최대 수평응력의 방향성에 대한 보다 정확하고 폭넓은 정보를 도출하기 위해 수압파쇄시험과 시추공 스캐닝 자료에 대한 통합 분석을 추가적으로 수행하였다. 분석 결과, 상부 퇴적암층과 하부 화산암층에서 최대 수평응력 작용 방향은 각각 진북 기준 $80^{\circ}{\sim}100^{\circ}$ (N80E~N80W)와 $120^{\circ}{\sim}140^{\circ}$ (N60W~N40W) 방위각에서 우세한 방향성을 나타내었다. 이러한 연구 결과로부터 심도 증가로 지층이 변화함에 따라 최대 수평응력 방향이 시계 방향으로 회전하는 경향성을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.680-687
• /
• 2018

시추공 레이다는 지하자원 및 지질탐사 목적으로 사용되는 레이다로서 수 ns의 펄스폭을 갖는 전자파를 송신하고 탐사 대상으로부터 반사되어 입력되는 수십에서 수백MHz의 반사파를 수신하기 위하여 고속 샘플러가 반드시 필요하다. 수십MHz의 샘플링 클럭 주파수로도 수GHz급의 샘플링 성능을 낼 수 있는 ETS(Equivalent-Time Sampling)는 시추공 레이다용 수신기의 샘플러로 사용이 적합하다. ETS 샘플러 설계에 있어 가장 중요한 요소인 샘플링 클럭 지연을 제어하는 방법으로 본 연구에서는 하나의 클럭 소스에 대해 각 $90^{\circ}$씩 위상 차이를 가지는 4개의 클럭을 이용한 방법을 제시하였다. 제안하는 방법은 기존의 지연 발생기를 이용하는 방법보다 설정한 구간 내에서 데이터를 획득하는 시간이 1/23로 단축 가능하다. 구현된 샘플러를 기존 시추공 레이다의 수신기에 적용하면 단축된 샘플링 시간으로 인해 추가로 64회 누적이 가능해져 지하 터널 탐사를 위한 수신신호 품질 개선 효과를 얻을 수 있다. 또한, 목표 샘플링 범위를 만족하기 위해서 여러 개의 샘플링 클럭 지연제어 로직을 사용하는 기존 방식에 비하여 하나의 지연제어 로직을 사용함으로써 그간 반드시 필요하였던 보정 과정의 생략이 가능하다. 그 결과 시스템의 구조를 단순화할 수 있었으며 균일한 샘플러의 구현이 가능하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제16권4호
• /
• pp.257-267
• /
• 2013

철광산 지역에서 획득한 시추자료와 물리탐사자료를 복합 분석하여 3차원 광체모델링을 수행하였다. 지질조사 및 시추조사 자료를 통해 획득한 5가지 대표 암종에 지수를 부여하였고, 이를 이용하여 광체의 범위를 효율적으로 결정하기 위해 지구통계학적 순차 지표 시뮬레이션(Sequential Indicator Simulation)을 실시하였다. 그리고 전기비저항 탐사 자료와 자기지전류 탐사 자료를 이용한 부가적인 자료를 생성하기 위해 정규크리깅(Ordinary Kriging)과 순차가우스시뮬레이션(Sequential Gaussian Simulation)을 사용하였다. 시추자료에서 획득한 입력변수와 전기비저항자료 간의 상관관계를 분석하여 지구통계학적 복합 분석에 적용하였다. 상관관계 분석 결과, 밀도가 높아질수록 전기비저항이 낮아지는 관계를 확인할 수 있었으며, 이를 통해서 다변량 크리깅 중 하나인 가변적 지역평균 크리깅(Simple Kriging with Local varying means)을 적용하여 지수를 이용한 광체의 모델과 품위 자료를 이용한 품위 분포 모델을 생성하였다. 광체 모델링 결과, 실제 채굴도와 유사한 결과를 확보할 수 있었고, 품위자료에 대한 모델링 결과는 품위별 위치에 따른 변화 정보를 제공하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.145-155
• /
• 2000

불연속면의 방향성은 암반의 과도변형이나 안정성에 영향을 미치는 특성 때문에 암반사면의 안정성 평가에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 불연속면의 방향측정에는 시추공(borehole)을 이용한 측정법이나 노두에서의 scanline을 이용하는 측정법과 같은 선형 측정법이 보편적으로 이용되나 이러한 측정 기법을 이용하여 획득한 자료들은 측선의 방향에 따라 쉽게 왜곡된다. 이러한 왜곡을 수정하기 위한 가중치 (weighting factor)가 적용되어도 특정 방향의 측선을 따라 자료를 획득할 경우 그 왜곡은 쉽게 보정되어지지 않는다. 즉, 불연속면의 방향자료 수집을 위해 이용된 선형 측선이 불연속면의 방향과 평행할 경우 대부분의 측선과 평행한 불연속면들은 조사 결과에 포함되지 않으며 이러한 현상은 불연속면들의 방향성 파악에 심각한 오류를 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 수직 측선 (borehole)에 의해 수집되어진 방향자료들과 수평 측선 (scanline)에 의해 수집되어진 방향자료들을 비교하였다. 서로 다른 두 방법에 의해 수집되어진 방향자료들은 큰 차이를 보이며, 이로 인해 불연속면들의 대표적인 방향성 결정에 장애가 되어진다. 불연속면의 경사각 분포와 수평과 수직 측선에 의해 수집되어진 자료들의 비교를 위해 등면적 극 평사투영망(polar stereo net)을 이용하였다.

• 지구물리
• /
• 제5권2호
• /
• pp.111-129
• /
• 2002

일반적으로 사면에 대한 조사방법은 지표지질조사를 실시하여 불연속면의 정보를 획득하는 것이 보편화 된 방법이나 제한된 영역의 정보만을 획득하게 되는 문제점을 가지게 된다. 절취사면에서 활동면 또는 활동가능한 연약한 파쇄대를 추정하는 방법으로 토모그래피, 전기비저항탐사, 탄성파 탐사와 같은 지구물리탐사 방법을 이용하나 최근에 사용된 카메라 장치를 이용하는 방법은 시추공벽의 화상을 촬영하여 직접 육안으로 확인 할 수 있는 방법으로 다른 방법들에 비해 보다 확실히 활동가능면을 찾아낼 수 있는 방법이라고 생각된다. 본 논문에서는 고속도로 현장에서 붕괴가 발생한 사면의 붕괴원인과 활동면을 추정하고 굴착이 되지 않은 대절토 사면의 활동가능성을 예측하기 위해 시추조사를 실시한 후 BIPS(Borehole Image Processing System) 장비를 도입하여 사면내의 활동가능성 예측 및 불연속면 방향에 대한 정보를 획득하여 굴착시의 사면안정 문제를 예견해 보았다. 붕괴가 발생된 사면에서는 활동가능성이 있는 점토층을 확인할 수 있었으며 굴착되지 않은 사면에서는 주절리군의 발달방향이 사면방향으로 경사져 활동가능성이 매우 클 것으로 예상되어 사면에 대한 안정대책을 제시하였다. 특히, 굴착되지 않은 절토사면은 굴착 후에 안정성을 확보하기 위한 사면경사 완화방안은 지형이 급경사를 형성하여 100m 이상의 장대면을 형성하므로 사면을 앵커로 보강하는 방안 및 절토구간을 터널로 변경하는 방안을 제안하였다.

• 자원환경지질
• /
• 제46권2호
• /
• pp.105-121
• /
• 2013

본 연구에서는 원격탐사, 전기비저항탐사, 전기전도도탐사(전자기탐사), 시추공 영상촬영법을 융합하여 효과적인 제방의 안정성 및 누수 평가 방법을 서산 A지구 방조제에 적용하여 제시하였다. Landsat ETM+열적외선 밴드를 사용하여 방조제 부근에서 다른 온도의 해수와 담수가 혼합되는 양상을 통해 누수의 존재, 규모 및 기간을 유추하였다. 전기비저항탐사를 방조제를 따라 실시하여 평균비저항 값 83.197 ${\Omega}$-m이하를 보이는 이상대의 수평적 수직적 분포를 확인하였다. 간조와 만조 시의 전기전도도 값의 분석을 통해 배경치의 영향을 최소화한 수평적 이상대 분포를 확인하였다. 시추공영상촬영을 통해 파쇄대의 수직적 분포양상과 기존 탐사법의 정확도를 확인하였다. 그 결과 전체 제방의 연장 중 41.7%에서 세 수평적 이상대 탐사법의 중첩구간이 확인되었으며, 시추공에서 확인된 수직적 파쇄양상을 고려할 때 누수구간이 제방단면의 중심부를 따라 상당부분 수평적으로 연장이 되어 방대한 양의 누수가 존재할 가능성이 높을 것으로 사료된다. 네 탐사법의 융합적 접근은 각 탐사방법이 가지고 있는 장점을 부각하고 단점을 보완하여 수평적 및 수직적인 누수구간과 기간의 확인 및 판별이 가능하고, 시추공에서 확인된 수직적 파쇄양상의 수평적 연장성을 예측하는데 높은 신뢰도를 보인다 할 수 있다.

• 지질공학
• /
• 제26권2호
• /
• pp.177-185
• /
• 2016

고분해능 시추공 변형률계로부터 측정된 변형 신호를 이용하여 지진에 의한 응력 변화 해석의 가능성에 대해 고찰하였다. 응력 변화 분석을 위해 2010년 4월 4일 발생한 El Mayor-Cucapah 지진(M_w=7.2)에 의한 변형 신호가 기록된 자료를 이용하여 주압축응력 방향과 크기를 산정하였다. 분석 결과는 지진 전후의 응력 변화 양상에 대한 차이점과 지진 발생과 동시에 특징적인 응력 변화 양상을 보였다. 지진 발생 전후 응력 방향 변화는 지진 해로 규명되는 최대주응력 방향에서의 응력 증가와 연관성이 있는 것으로 해석된다. 지진 발생 시 응력 크기 변화는 주방향에서 10⁻³-10⁻² MPa 수준의 응력 급상승, 하강으로 나타났다. 산정된 응력 크기 변화량에 대한 검증을 위해 지진과 관련된 매개변수를 이용하여 응력 전파를 모사할 수 있는 쿨롱 응력 전파 모델링을 실시하였다. 시추공 측정 결과로부터 계산된 전단응력 변화량은 (0.3-0.8) × 10⁻²MPa의 증가가 있었으며 이는 쿨롱 응력 전파 모델을 통해 얻어진 전단응력 증가량 (0.1-0.6) × 10⁻²MPa과 상당히 유사함을 확인하였다. 따라서 시추공 변형률계 자료가 설치 지역에서 작용하는 주응력의 영향과 지진에 의해 변화하는 응력 변화를 충분히 반영하고 있음을 시사하며 시추공 변형률계 자료로부터 얻어지는 유의미한 응력 정보는 지진 관련 연구에서 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.65-74
• /
• 2014

대규모 건설공사, 토목공사 시 지반 특성 파악을 위해 주로 수행되는 시추조사는 명확하고 확실한 지반정보를 제공한다는 장점이 있지만 좌표 공간상 지점마다 수행되기 때문에 현장 전체의 지반특성 파악이 어렵다. 이에 반해 탄성파, 중력파 등을 이용하는 물리탐사는 시추조사와는 달리 연속적인 단면의 정보를 제공하고 넓은 지역의 지반특성을 파악할 수 있다는 장점을 가지고 있는 반면 측정값의 지반공학적 상관성이 불확실하기 때문에 지반 특성을 직접적으로 결정하기에는 적합하지 않다는 단점이 있다. 따라서 대상 부지의 정확한 지반정보 파악을 위해서는 두 가지 이종 지반조사 자료, 즉 물리탐사자료와 시추조사 자료를 상호 보완하여 이용하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 이종 지반조사의 통합분석 기법을 제안하였으며, 분석 방법의 정확성과 신뢰성을 높이기 위하여 수치지도를 도입하였다. 수치지도를 사용하여 시험, 조사 단계에서 발생할 수 있는 지반고의 오차를 보정하였으며, 표고와 기울기를 분석하여 대상분석 영역 설정의 지표로 사용하였다. 다음으로 탄성파의 속도분포 단면 등고선을 디지타이징(digitizing)하고 지구통계학적 방법인 크리깅(kriging)을 이용하여 3차원으로 공간보간하였으며, 이를 시추조사와 결합하여 각 토층 경계 별 평균 탄성파 속도를 도출하였다. 자료를 도출하는 과정에서 이상치 분석을 수행하여 결과의 신뢰성을 높였으며, 최적화된 평균 탄성파 속도를 활용하여 3차원 층상 정보를 결정할 수 있는 통합 분석 기법을 수립하였다. 최종적으로 수립된 통합분석 기법을 A댐 비상여수로 건설현장에 적용하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제15권4호
• /
• pp.177-189
• /
• 2012

복합 물리탐사(전기비저항, MT)와 지질(시추 자료 및 코어 물성)정보에 대해 지구통계학적 복합해석 기법을 적용하여 3차원 광체 모델링 평가를 수행하였다. 우선, 복합 물리탐사를 통해 시추공 및 그 외의 전체적인 지역에 대한 비저항대 분포를 파악할 수 있었으며, 코어 물성 시험을 통해 연구지역의 자철석(광체)이 코어 내부의 밀도가 높은 전도성 성분(Fe)에 의해 밀도의 증가에 따라 비저항이 감소하는 상관관계를 나타냄을 파악하였다. 3차원 광체 모델링을 수행하기 위해 사용된 자료는 전기비저항 탐사, MT 탐사, 물성 자료와 시추 자료 등이며, 전체 획득 자료 및 시추 자료에서 추출한 광체의 품위 자료를 이용하였다. 본 연구에서는 자료의 복합 해석을 위해 지구통계학적 기법 중에서, 부족한 실제 측정 자료의 평균 및 분산을 잘 재생시키는 실현 값을 통해 지역적으로 변화하는 불균질성을 잘 묘사하는 순차 가우시안 시뮬레이션(sequential Gaussian simulation)을 사용하였다. 획득된 전체 자료와 품위 자료만을 이용하여 도출한 시뮬레이션 결과, 광체가 기존에 연구되어 존재하는 잔광체의 일정 부분에서 유사한 분포를 나타냈으며, 추가적으로 하부 깊은 심도에 대해 광체의 분포 양상을 추정할 수 있었다.