• 지구물리와물리탐사
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• 제20권4호
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• pp.216-225
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• 2017

최근 인공송신원 전자탐사 분야에서 시추공 케이싱의 영향에 대한 연구가 큰 주목을 받고 있다. 이 연구에서는 케이싱을 전기 쌍극자 송신원의 집합으로 근사하는 방법에 기초하여 시추공 케이싱을 고려한 전자탐사 모델링 알고리듬을 개발하고 그 타당성을 검증하였다. 개발된 알고리듬을 이용해 시추공 케이싱이 측정되는 전자기반응에 미치는 영향을 확인하기 위해, 지열 저류층을 모사하는 합성모델을 구성하였으며 이를 통해 케이싱으로 인한 전자기반응의 변화 양상을 확인하였다. 시추공 케이싱에 의한 전자기반응의 변화는 케이싱 주변부에서 지배적으로 나타나며 송신원이 케이싱에 가까워짐에 따라 크게 나타나는 것이 확인되었다. 또한, 청수의 주입으로 인한 파쇄영역 형성에 따른 반응 분석을 통해, 송신원과 케이싱이 충분히 멀 때에는 주입 후의 자료를 케이싱에 대한 고려 없이 역산하여 파쇄영역을 영상화할 수 있다고 판단하였다. 하지만 송신원과 케이싱이 가까울 때에는 시추공 케이싱에 의한 영향이 커지므로 이러한 접근이 불가능 하지만 이 경우에는 주입 전과 후의 자료의 차이를 이용하면 케이싱을 고려하지 않는 해석이 가능함을 보여주었다. 이러한 다양한 연구는 모니터링 환경에 대한 정밀한 분석이 선행될 때 가능하며, 이 연구에서 소개된 접근법 및 알고리듬이 이러한 분석을 수행하는 데에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 지구물리
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• 제2권2호
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• pp.135-142
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• 1999

선형 자기쌍극자 모델의 하나인 철근에 대하여 3성분 자력계를 이용한 자력검층을 실시한 후 검층자료를 최소 자승법에 의한 역산을 이용하여 해석하였다. 본 실험에 사용된 철근의 길이는 1.12 m, 샘플링 간격은 0.05 m, 자력계와 철근사이의 거리는 0.3 m이며, 철근의 상단부를 깊이 0 m 지점에 고정하였다. 철근은 연직에 가깝도록 위치시켰다. FFT를 이용하여 평활화한 자기이상을 역산의 입력자료로 활용하였다. 검층자료의 해석을 위하여 선형 자기쌍극자의 상단부 심도, 길이, 단위 길이 당 자기모멘트, 자화방향(편각 및 복각), 경사방향과 경사각 등을 미지수로 설정하였다. 자기이상의 수평성분 및 수직성분 각각에 대한 역산 결과와 수평성분과 수직성분을 동시에 고려한 역산 결과를 비교하였는데 각각의 역산결과는 다소 차이를 보인다. 자기이상의 수평성분과 수직성분을 동시에 고려하여 역산을 수행하는 것이 각각의 성분을 역산하는 경우보다 정확한 해석이 가능한 것으로 판단된다. 이 때 철근 하단부의 추정 심도는 1.18 m로, 실제 심도인 1.12 m에 매우 근접하며, 철근의 복각은 -76°로 추정되었다. 철근의 복각이 음(-)의 값을 갖는 것은 철근의 유도자화 강도에 비하여 잔류자화 강도가 훨씬 커서, 전체적인 자화 방향이 철근의 상단 방향을 향하고 있기 때문으로 해석된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권3호
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• pp.239-245
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• 2009

저수지 제체 누수구간에 대한 지수를 목적으로 분말도가 서로 다른 콜로이드 시멘트와 보통 포틀랜드 시멘트 그라우트를 이용한 그라우팅을 수행하였으며, 주입 효과 검증을 위하여 그라우팅 전후에 변수위 투수시험과 지표 및 시추공을 이용한 전기비저항 탐사를 실시하였다. 투수시험 결과 그라우팅 이후에 투수계수가 약 10배 이상 낮아지는데, 이는 그라우트 재질에 상관없이 주된 누수구간이 효과적으로 지수됨에 따른 결과로 판단된다. 쌍극자배열 전기비저항 탐사 결과 그라우팅 이후 주입 구간 전체에서 저비저항대가 수평적으로 발달되는 결과가 나타나며, 전기비저항 수직탐사를 이용한 모니터링 결과 그라우트 주입구간에서 겉보기 비저항이 주입 이전에 비해 낮아지는 것으로 나타났다. 또한 검사공을 이용한 전기비저항 토모그래피 탐사 결과 제체 상부에서 수행한 전기비저항 수직탐사 결과와 일치되는 것으로 해석되었다. 따라서, 향후 검사공을 이용한 그라우팅 효과 판정 시 지표 및 시추공을 이용한 전기비저항 탐사 방법을 병행하는 경우 제체의 그라우팅 효과에 대한 공간적인 검증이 가능함을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권4호
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• pp.299-308
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• 2009

이산화탄소 지중저장을 위한 pilot 시험 부지선정을 목적으로, 그 후보지 중 하나인 경상북도 의성 지역에서 2차원 및 3차원 자기지전류(MT) 탐사를 수행하였다. MT 탐사의 목적은 주입된 이산화탄소의 누출통로로 작용할 수 있는 심부 파쇄대를 사전에 탐지하고자 하는 데에 있다. 탐사지역에 분포한 전자기적 잡음원의 영향에 의해 1 Hz 이상의 자료만을 이용하여 2차원 및 3차원 역산을 수행한 결과, $N55\sim65^{\circ}W$ 방향으로 약 1.6 km 심도까지 발달한 파쇄대가 저비저항 이상으로 뚜렷이 나타났으며 이는 백악기 주향이동 단층인 가음단층과 금천단층과 연관이 있는 것으로 해석되었다. 반면 연구지역의 동쪽에는 비록 천부에 소규모 파쇄대가 존재하나 약 2 km 심도까지는 전반적으로 균질한 층을 보이는 것으로 나타났다. 향후 시험시추 및 시추공을 이용한 정밀 탐사가 이루어져야 할 것이며, 대상지의 암석인 일직층의 공극률이 평균 1.47%로 매우 낮으므로 수압파쇄를 통한 인위적인 저류 공간의 생성이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.249-263
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• 2017

팽창형 강관 록볼트의 설치 전 단면 형상은 ${\Omega}$형이어서, 팽창 중 거동은 기하학적 비선형 특성을 보인다. 기존 팽창형 강관 록볼트의 정착 거동에 관한 연구는 주로 이론적 방법이었다. 하지만 이론적 방법은 팽창형 강관 록볼트의 등방 팽창을 가정하므로, 실제 거동을 지나치게 단순화하였다. 본 연구에서는 강관 팽창 거동의 비선형성과 다양한 영향 특성을 고려한 수치해석을 이용하여, 팽창형 강관 록볼트의 정착 거동을 모사하였다. 본 해석을 통해 강관의 팽창 과정, 접촉응력 분포, 평균 접촉 응력 및 접촉 면적의 변화를 분석하였다. 암반의 탄소성 조건에 따라 강관의 접촉응력이 다르게 나타났는데, 탄성 조건의 암반에 설치된 강관에 비해 탄소성 조건의 암반에 설치된 강관에서 작은 접촉응력이 발생했다. 또한 암반의 강성에 따라 팽창형 강관 록볼트의 정착 거동이 달라졌다. 주어진 해석 조건에서 암반 강성이 0.5 GPa 이하 일 때 강관은 완전히 펴지지만, 암반 강성이 0.5 GPa보다 클 때 완전히 펴지지 않았다. 강관이 완전히 펴진 경우 암반 강성이 증가함에 따라 접촉응력의 크기가 증가했지만, 강관이 완전히 펴지지 않은 경우 암반 강성이 증가함에 따라 접촉응력의 크기가 감소했다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.361-368
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• 2007

본 논문은 지표 및 시추공 전기 전자탐사 결과의 정량적인 해석을 위하여 해안 지하수의 전기비저항과 등가 NaCl 염분도와의 관계식을 제안하였다. 해안에서 10 km 이내에 위치하고 전기전도도가 1,000 ${\mu}S/cm$ 이상인 38개의 지하수 시료에 대한 수리지구화학 분석 결과를 이용하여 전기비저항과 등가 NaCl 염분도와의 관계식을 유도하였다. 수리지구 화학분석 결과의 등가 NaCl 염분도 환산은 Schlumberger 도표 GEN-8을 이용하였으며 전기전도도는 현장에서 휴대용 장비로 측정하였다. 본 논문에서 해안 지하수의 수리지구화학분석 결과를 이용하여 제안한 해안 지하수의 전기비저항$(R_w)$ 과 등가 NaCl 염분도(Eq_NaCl)와의 관계식은 Eq_NaCl=$5935.3551{\times}R_w^{-1.0993}$이며 전기전도도(EC)와 용존고형물총량(TDS)과의 관계식은 TDS=0.721${times}$EC와 같다. 해안대수층 지하수의 전기비저항과 등가 NaCl 염분도 및 TDS와의 관계식은 서 남해 해안지역의 해수침투 평가에 유용하게 이용될 것으로 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
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• pp.117-136
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• 1999

대규모 터널 및 지하공간 건설시 지질조건을 정확히 파악하는 것은 사업의 성패를 가늠하는 중요한 요소이다. 사전조사단계의 지구물리탐사는 부지의 조건 및 탐사방법상 제한된 해상도 등으로 심부 터널 및 지하공간 대상부지의 지질을 정밀하게 파악하는데 한계가 있다. 설계단계의 사전조사에서 정확하게 파악하지 못했던 지질조건을 정밀하게 파악하기 위하여 VSP탐사를 터널에 적용한 터널내 탄성파(TSP)탐사를 지하공동 및 터널에서 실시하였다. 평택 LPG지하저장공동을 시공하는 중에 TSP 탐사를 실시하여 저장기지 인근의 남양호 하부에 예상되었던 단층파쇄대의 위치 및 방향성을 파악하였고, 터널내 시추조사를 통하여 이를 확인하였으며, TSP탐사와 시추조사 결과를 토대로 지하공동의 규모 및 연장에 대한 기존 설계 내용을 변경하였다. 또한 지형상의 한계로 설계단계에서 정확하게 파악하기 힘들었던 문의재터널의 불량암질 예상구간에서 TSP탐사를 실시하여 터널 전방의 지질구조대 위치와 규모 등을 파악하여 기존 설계를 변경하고 적절한 지보대책을 강구하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권4호
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• pp.272-279
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• 2002

레이다탐사의 현장 적용시 직면하는 여러 문제들 중 안테나의 길이나 모양, 배열을 바꾸는 등 소프트웨어보다는 하드웨어적으로 간단히 해결할 수 있는 경우가 많다. 또한 수치모델링에 의한 다양한 안테나의 특성 결과를 검증하고 현실화시키기 위해서는 사용자에 의해 쉽게 변용이 가능한 레이다탐사기가 필수적이다. 본 연구에서는 이러한 문제들을 해결하기 위해 네트웍 분석기를 이용한 레이다탐사 시스템을 제작하였다. 본 연구에서는 먼저 동축 케이블을 이용한 시스템을 구성하여 탐사기 구현의 가능성을 살펴보고, 이후 이를 보완하여 광케이블을 이용한 시스템으로 재구성하였다. 이 시스템은 네트웍 분석기, 광/전기 변환기, 전기/광 변환기, 광케이블, 증폭기, 송$\cdot$수신 안테나로 구성된다. 또한 자동적인 자료획득을 위해 GPIB통신을 통해 컴퓨터로 네트웍 분석기를 제어하고 각 측점에서의 레이다탐사 트레이스를 실시간 도시하는 소프트웨어를 개발하였다. 이렇게 구성된 전체 시스템을 이용하여 현장 실험을 수행하였으며, 이의 결과를 상용화된 탐사기의 결과와 비교하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권3호
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• pp.234-241
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• 2011

오일샌드는 고유가로 인하여 최근 활발하게 탐사 및 개발이 진행되고 있다. 오일샌드는 일반적으로 박층으로 존재하기 때문에 이의 탐지를 위해서는 지표 탄성파탐사보다는 시추공 주변의 고해상도 영상화가 장점인 다성분 VSP 탐사가 효과적이다. 또한 중합전 위상막 구조보정의 경우, 단방향 파동방정식을 이용하기 때문에 다성분 자료를 이용한 영상화에 효과적이다. 이 연구에서는 박층 오일샌드의 영상화를 위하여, 다성분 역VSP 탐사자료를 이용한 중합전 위상막 구조보정의 적용성을 고찰하였다. 중합전 위상막 구조보정에 사용할 다성분 역VSP 탐사자료의 전처리 과정으로 입사각과 회전변환을 이용한 파 분리 방법을 제안하고, 이를 합성탄성파탐사자료를 통하여 검증한 결과 파 분리가 효과적으로 되는 것을 확인하였다. 또한 분리된 P파와 PS파 자료를 이용하여 구조보정을 실시하였을 시, PS파 구조보정 결과가 P파 구조보정 결과보다 넓은 반사면의 영상화가 가능하고 고해상도의 영상을 획득하였다. 그리고 캐나다 오일샌드 매장지역을 모사한 합성탄성파탐사자료를 생성하고 이를 영상화 한 결과, P파 구조보정 결과보다 PS파를 이용한 구조보정 결과가 박층 오일샌드의 상 하부 경계면을 정확하게 영상화하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권12호
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• pp.5-15
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• 2012

본 연구에서는 일련의 현장 열응답 시험결과를 동일한 지중열교환기와 지반 조건에 대한 CFD(Computational Fluid Dynamics) 수치해석 결과와 비교하고 역해석을 통해 지반의 열전도도를 평가하였다. 총 6개의 보어홀을 원주에 소재하고 있는 시험시공 현장에 설치하였으며 순환 파이프의 형상과 그라우트 재료에 대한 수직 밀폐형 지중열교환기의 성능을 비교하기 위해 일반적인 U형 순환 파이프와 새롭게 개발된 3공형 순환 파이프를 보어홀 내 시공하였다. 수치해석은 CFD 해석 프로그램인 FLUENT를 적용하여 3차원 열전달 거동 해석을 수행하였으며 각각의 보어홀에 대해 시간에 따른 순환수의 유입, 유출 온도 차이와 지반의 깊이별 온도변화를 User Define Function (UDF)을 이용하여 실제 조건을 모사하였다. 주어진 보어홀 조건과 실내시험을 통해 시험시공 현장의 열 물성을 입력치로 적용하여 수치 해석을 수행하였으며, 현장 열응답 시험에서 측정된 시간에 따른 유입, 유출 순환수의 온도 변화를 모사하였다. 수치해석 결과, 지반의 열전도도를 3W/mK로 적용하였을 때 보다 4W/mK일 때 현장 열응답 시험과 유사한 결과를 얻었다.