• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1995년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.15.2-22
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• 1995

Evaluating stiffness of near-surface materials has been one of the critically important tasks in many civil engineering works. It is the main goal of geotechnical characterization. The so-called deflection-response method evaluates the stiffness by measuring stress-strain behavior of the materials caused by static or dynamic load. This method, however, evaluates the overall stiffness and the stiffness variation with depth cannot be obtained. Furthermore, evaluation of a large-area geotechnical site by this method can be time-consuming, expensive, and damaging to many surface points of the site. Wave-propagation method, on the other hand, measures seismic velocities at different depths and stiffness profile (stiffness change with depth) can be obtained from the measured velocity data. The stiffness profile is often expressed by shear-wave (S-wave) velocity change with depth because S-wave velocity is proportional to the shear modulus. that is a direct indicator of stiffiiess. The crosshole and downhole method measures the seismic velocity by placing sources and receivers (geophones) at different depths in a borehole. Requirement of borehole installation makes this method also time-consuming, expensive, and damaging to the sites. Spectral-Analysis-of-Surface-Waves (SASW) method places both source and receivers at the surface, and records horizontally-propagating surface waves. Based upon the theory of surfacewave dispersion, the seismic velocities at different depths are calculated by analyzing the recorded surface-wave data. This method can be nondestructive to the sites. However, because only two receivers are used, the method requires multiple measurements with different field setups and, therefore, the method often becomes time-consuming and labor-intensive. Furthermore. the inclusion of noise wavefields cannot be handled properly, and this may cause the results by this method inaccurate. When multi-channel recording method is employed during the measurement of surface-waves, there are several benefits. First, usually single measurement is enough because multiple number (twelve or more) of receivers are used. Second, noise inclusion can be detected by coherency checking on the multi-channel data and handled properly so that it does not decrease the accuracy of the result. Third, various kinds of multi-channel processing techniques can be applied to f1lter unwanted noise wavefields and also to analyze the surface-wavefields more accurately and efficiently. In this way, the accuracy of the result by the method can be significantly improved. Fourth, the entire system of source, receivers, and recording-processing device can be tied into one unit, and the unit can be pulled by a small vehicle, making the survey speed very fast. In all these senses, multi-channel recording of surface waves is best suited for a routine method for geotechnical characterization in most of civil engineering works.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2000년도 정기총회 및 특별심포지움
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• pp.132-146
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• 2000

강원도 삼척시 도계읍 마교리의 남풍갱 상부 농경지에서 북동-남서 및 북서-남동 방향으로 총 10개의 측선에 대한 탄성파 굴절법 탐사를 실시하였다. 매 측선마다 지오폰은 일렬로 1m 간격으로 48 개를 설치하였으며 파원은 5Kg해머를 사용하여 5개의 위치에 타격을 가하였다. 굴절법 탐사의 자료처리는 역행주시법 , GRM과 함께 파면확장법을 통한 초동계산과 SIRT를 이용한 역산을 하는 주시 토모그래피를 사용하여 행해 졌다. 계산 결과 조사지역 의 상부 매립 및 퇴적층의 하부 경계면은 3.49m에서 8.88m의 심도로 분포하고 있으며 P파의 속도는 270${\~}$360m/s를 나타내었다. 하부 파쇄암반의 P파 속도는 1550${\~}$1940m/s의 분포를 보였다. 자료처리 결과 이처럼 상부와 하부층의 탄성파 속도 차이가 크게 나타나고 경계면의 굴곡이 완만할 경우에는 GRM이 역행주시법에 대해 갖는 이점이 거의 없음을 발견하였다. 역행주시법과 주시 토모그래피의 결과는 서로 잘 일치하였으며, 조사지역의 북동 방향으로는 상하부층의 경계면이 지표면이 겪은 변화와 동일한 굴곡을 보이고 있다. 이는 남풍갱 폐탄광 지역의 지하 채굴적에 의한 지반이완이 넓은 지역에 걸쳐 상부로 전이되어 나타난trough형 지반침하의 전형적인 양상으로 판단된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권2호
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• pp.139-156
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• 1995

지반진동특성의 지진공학적인 정밀측정의 일환으로 지반진동의 탁월주기와 지반진동의 거리에 따른 감쇠특성을 현장실험을 통하여 조사하였다. 이 조사는 세가지 부분의 실험을 통하여 결과를 얻었다. 첫째, 지반의 탁월주기는 고감도 디지탈 속도지진계-3축성분 속도계를 이용하는 Seismometer와 디지탈 Seismograph를 이용하여 지반과 건물에서 일정한 주기를 가진 연속적인 미소진동으로 부터 지반 및 건물진동의 탁월주기를 계측하였다. 지반에서의 탁월주기는 0.18~0.23 sec, 건물2층의 탁월주기는 0.26~0.31 sec였다. 둘째, 지반 구조조사는 디지탈 탄성파탐사기를 이용하여 굴절법을 이용한 탄성파탐사를 실시하였다. 실험장소인 한양대학교 안산캠퍼스의 지층구조는 상부층(표토층: surface layer)은 저속도층으로서 662m1s, 하부층(지반층: base ground)은 2210m/s의 P파 속도를 갖고, 주시곡선도로부터 표토층의 두께는 약 7m로 검측되었다. 이것은 7m두깨의 표토층(top soil)과 그 하부에 사질 점토성의 지반층(base ground)이 존재함을 암시한다. 셋째, Seisgun을 이용하여 인공적인 탄성파 에너지원을 만들어 지반의 진동 감쇠특성을 조사 하였다. 거리 감쇠상수(spatial attenuation conf$\ulcorner$icient) Y는 거리에 따른 진폭 을 계산하여 Z-성분(vertical)은 0.0137, X-성분(longitudinal)은 0.0025, Y-성분(transverse)은 0.0290이고 Spatial QP의 값은 각각 5.913~7.575, 32.371 ~41.452, 2.794~3.579의 값이 산출되었었다. 이 결과 다른 두성분에 비해서 종방향(z-성분, longitudinal)성분은 감쇠경향이 낮음을 알 수 있다. 그러므로 이 경우에 구조물 설계시 종방향(x-성분, longitudinal)성분에 대 한 내진설계가 고려 되어야 할 것이다.

• 지구물리
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• 제3권4호
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• pp.215-226
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• 2000

갈곡단층이 통과하는 경주시 천북목장 부근의 단구면상에서 기반암의 분포를 파악하고, 비교적 규모가 큰 파쇄대를 인지하기 위하여 굴절법 탐사를 실시하였다. 동서방향으로 길이 72m인 측선 1과 남북방향으로 각각 72m, 36m인 측선 2와 3의 굴절파 측선을 따라 5kg의 해머로 발생시킨 지진파를 3m 간격으로 배열된 8Hz 수직지오폰 12개를 이용하여 디지털 방식으로 192ms 기록하였다. GRM 방법으로 해석한 결과, 속도와 두께는 각각 250m/s, 평균 2.1m이며, 표층의 하부에는 속도가 약 $1,030{\sim}1,400m/s$정도이고 두께가 4.6m인 제 4기 후기 자갈층이 존재한다. 이 층의 하부는 기반암으로서 속도 $2,100{\sim}2,200m/s$의 제 3기 흑색 이암이 분포하는 것으로 해석된다. 측선 1과 측선 3의 일부구간은 굴절면의 깊이 차이가 수십 cm 이상으로 나타나 제4기 단층의 존재 가능성을 지시한다. 단구의 상단에 해당하는 측선 1의 동쪽 구간과 측선 3에서는 기반암 굴절파가 기록되지 않은 점으로 보아, 측선 1의 서쪽부분에 대규모 단층이 존재할 가능성이 매우 높다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
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• pp.48-64
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• 1999

탄성파 굴절법 탐사를 이용한 지반조사시 탐사 결과로부터 표토층 및 풍화대 깊이, 연암 또는 기반암의 심도, 단층 파쇄대나 연약지반의 위치 및 규모, 지질경계 등을 파악, 지하 속도분포를 도출함으로서 Rippability 등 지반 공학적 특성의 정량적 평가가 가능하다. 양질의 자료 취득을 위하여는 조사목적과 탐사심도에 맞는 측선길이 및 배치, 수진점과 진원점 간격 및 배치, 지형기복 여부 등 현장조사 파라미터의 설정이 중요하다. 택지개발 지역의 절토 사면부에서는 수진점 간격을 3${\~}$5m, 터널 지역에서는 5${\~}$10m 정도가 적합하며 측선의 배열은 주측선과 주요 지점에서 이에 사교하는 부측선 배치가 필요하다. 굴절법 토모그라피 해석기법의 적용시, 조사장비의 가용 채널 수에 1/2 이상의 진원점으로부터 자료를 취득해야 자료처리시 지형의 영향을 받지 않는다. 편마암 지대인 절토사면부에서 시추자료와 비교하여 탄성파 속도에 의한 지반분류는 토사 700m/s 이하, 풍화암 700${\~}$l,200m/s, 연암 1,200${\~}$l,800ni/s이고 굴삭난이도(리퍼빌리티)는 리핑암 700~l,200m/s, 발파암 1,800m/s 이상으로 나타났다. 터널 지역에서는 전통적인 해석기법을 적용하였으며 터널 계획고와 탄성파 속도 1,200m/s${\~}$l,900m/s에 해당되는 연암층과 접하는 구간에서는 지질조사 및 비저항 탐사결과로부터 해석된 3개의 지질 구조선과 만나고 있으므로 터널 설계/시공 시 이의 결과 반영이 필요하다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2002년도 정기총회 및 제4회 특별심포지움
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• pp.67-84
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• 2002

서해안 민어포 조간대 지역에서 해수면 변동과 연관된 갯벌의 퇴적구조를 파악하기 위해 고해상 천부 육상 탄성파탐사를 실시하였다. 음원으로는 5 kg 무게의 망치를 사용하였으며, 48채널의 100 Hz 지오폰을 이용하여 서로 수직한 두 측선에 대하여 1 m 간격으로 총 795 m shot의 자료를 획득하였다. 갯벌 표면이 물에 의해 포화된 상태를 이루고 있어 강성률이 매우 낮아 ground roll의 발생이 억제되었으며 기록되는 반사신호의 속도가 1500 m/s 이상이므로 일반적인 육상 천부탄성파 탐사시에 기록되는 저속도의 잡음과 분리하기가 쉽다. 그 결과 자료의 신호대 잡음비가 상당히 높고 해상도가 우수한 탄성파 단면을 얻을 수 있었다. 중합단면을 해석해 보면 조사지역의 음향기반암 상부의 퇴적층은 5 개의 층서로 나뉘어 진다. 해수면 상승에 의한 점진적 퇴적상이 전체 조사 구간에 걸쳐 우세하게 나타나고 있지만, 퇴적층 내에서 해수면 하강에 따른 침식도 관찰된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권1호
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• pp.1-7
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• 2012

천부 횡파속도(${\nu}_s$)를 구하기 위한 효율적 방법을 모색하기 위하여, 수동적 및 능동적 방법으로 발생된 레일리파의 분산곡선 특성을 분석하였다. 춘천지역에서 반경 5 ~ 40 m인 4개 삼각형 배열을 이용하여 5분간 감지한 상시미동을 확장된 공간자기상관법으로 분석하였다. 동일한 지역에서 해머로 발생시키고 4.5 Hz 지오폰 24개로 2초간 기록한 인공적 레일리파는 다중채널 표면파 분석법으로 처리하였다. 7 ~ 19 Hz와 11 ~ 50 Hz 구간에서 상대적으로 높은 신호/잡음비를 보이는 상시미동과 인공적 레일리파의 분산곡선을 병합하고 역산한 결과를 시추공 주상도와 비교하였다. 토사층 및 연암층의 ${\nu}_s$는 각각 221 m/s와 846 m/s 정도로 비교적 일정하나, 사력-혼전층 및 풍화암층 구간에서는 깊이에 따라 선형으로 증가하는 양상을 보인다. 횡파속도에 의한 지반분류를 적용할 경우, 풍화암/연암의 경계는 시추주상도에 표시된 깊이보다 5 m 깊은 것으로 분석된다.

• 지질공학
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• 제11권2호
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• pp.163-174
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• 2001

탄성파 굴절법 탐사를 이용한 지반조사시 탐사 결과로부터 표토층 및 풍화대 깊이, 연암 또는 기반암의 심도, 단층 파쇄대나 연약지반의 위치 및 규모, 지질경계 등을 파악, 지하 속도분포를 도출함으로서 Rippability 등 지반 공학적 특성의 정량적 평가가 가능하다. 이를 위하여는 양질의 자료 취득은 물론 조사 목적과 탐사심도에 맞는 측선길이 및 배치, 수진점과 진원점 감격 및 배치, 지형기복 여부 등 현장조사 파라미터의 설정이 중요하다. 택지개발 지역의 절토 사면부에서는 수진점 간격을 3∼5m 정도가 적합하며 측선의 배열은 주측선과 주요 지점에서 이에 사교하는 부측선 배치가 필요하다. 굴절법 토모그라피 해석기법의 적용시, 조사장비의 가용 채널 수에 1/4 이상의 진원점으로부터 자료를 취득해야 지하구조 해석시 지형의 영향에 의한 왜곡현상을 감소시킬 수 있다. 편마암 지대인 절토사면부에서 시추자료와 비교하여 탄성파 속도 토모그램에 의한 지반분류는 토사 700 m/s 이하, 풍화암 700∼1,200m/s, 연암 1,200∼1,800m/s 이고 굴삭난이도(리퍼빌리티)는 리핑암 700∼1,200m/s, 발파암 1,800m/s 이상으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권2호
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• pp.153-158
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• 2010

한반도 중남부 지각 속도구조를 밝히기 위해서, 주요 지체구조 경계와 거의 직각을 이루는 북서-남동 방향의 299 km 측선(KCRT-2008)을 따라 대규모 인공지진파 실험을 실시하였다. 21~113 km 간격의 깊이 50~100 m인 8개시추공에서 250~1500 kg의 폭약을 발파하였고, 발생된 지진파 신호는 측선을 따라 평균 500 m 간격으로 매설한 4.5Hz 수신기로 수신하였다. 초동주시를 토모그래피 방식으로 역산한 결과, 파선경로는 2~3, 11~13, 20 km 깊이에 지각 내 굴절면이 존재함을 보인다. 굴절파 속도 7.7~8.1 km/s의 모호면은 중앙부에서 최대 34.2 km 깊이에 달하며, 동해와 황해로 접근하면서 얕아진다. 속도 7.6 km/s 등치선의 깊이는 31.3~34.4 km의 범위에서 변한다. 역산된 속도모델은 옥천계와 경기육괴 하부에, 깊이 7.2 km에 중심을 둔 저속도층이 129km까지 수평으로 연장되어 있고, 경상분지에는 속도5.4 km/s 이하의 저속도 암석이 최대 2.6 km 두께로 쌓여 있는 모습을 보여준다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제25권4호
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• pp.177-188
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• 2022

최근 이산화탄소 지중저장 모니터링 기술 중 하나인 미소진동 모니터링 기술에 대한 관심이 증가하면서 과거에 주로 사용되었던 지오폰이나 지진계가 아닌 분포형 광섬유 센서(distributed acoustic sensing, DAS)의 적용도 증가하고 있다. 특히 DAS를 이용하여 모니터링을 수행하면 시×공간적으로 거의 연속된 자료가 기록되게 되어 자료의 양이 방대해지게 되고 빠르고 정확한 자료 처리가 중요하게 된다. 자료처리 중 이벤트 탐지 및 위상 발췌는 가장 기초적인 과정으로 모든 자료에 대해 필수적으로 수행되어야 한다. 이 논문에서는 기계학습 기반의 P, S파 위상 발췌 알고리즘을 개발하여 전통적인 위상 발췌 방법의 한계를 보완하고, 전이학습 방법을 이용하여 신호 대 잡음비가 낮은 단일 성분 자료만 존재하는 DAS 자료에도 적용이 가능하도록 하였다. 사용된 기계학습 모델은 위상 발췌에 뛰어난 성능을 보이는 합성곱 신경망 기반의 EQTransformer를 ResUNet의 특성을 포함하도록 수정하여 구성하였다. 훈련자료는 전세계적으로 기록된 지진파형 자료인 STEAD자료를 이용하였고 학습 자료에 포함되지 않은 특성들에 대해서도 좋은 성능을 보이도록 기본 자료를 다양하게 변형시킨 자료도 학습에 사용하였다. 개발된 알고리즘은 학습자료와 다른 특성을 갖는 K-net 및 KiK-net 자료에 의해 성능이 검증되었다. 또한, 전이 학습을 통해 DAS 자료의 특성에 맞게 변형시킨 후 포항 장기분지에서 측정된 DAS자료에 적용시켜 그 성능을 검증하였다.