• 지구물리와물리탐사
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• 제11권4호
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• pp.368-372
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• 2008

이 연구는 카르스트 지역에서 발생하는 연약층 또는 지하 석회암 공동의 영상화를 위한 지표 전기비저항 탐사의 유용성을 파악하고자 수행되었다. 연약층 또는 공동은 잠재적인 위험성을 가지고 있으며, 이들은 도로 및 건축물의 붕괴를 야기한다. 따라서 이 연구에서는 이미 지반침하가 있었음이 보고된 바 있는 전남 무안군 영월리에 있는 한 도로를 따라 2-3차원 전기비저항 탐사를 수행하여 지반 침하 현상을 조사하였다. 이 지역의 쌍극자배열 전기비저항 탐사 결과, 풍화된 표토층과 연약층 또는 공동 그리고 기반암이 뚜렷이 구분되어 나타났으며, 또한 여러 곳의 저비저항 이상대가 나타났는데 이는 점토로 충전된 공동으로 시추결과 확인되었다. 아울러 시추 결과와 전기비저항 탐사 결과는 매우 일치함을 알 수 있었다. 따라서 지반 침하를 평가하는 데 있어 전기비저항 탐사를 통한 지하영상화 작업이 매우 높은 분해능을 가짐을 알 수 있었으며 또한 지반 침하 지역을 조사하고 이를 평가함에 있어 $2{\sim}3$차원 전기비저항탐사가 매우 유용함을 확인할 수 있었다. 이러한 탐사 결과를 바탕으로 연구지역 주변의 재해 취약정도를 작성하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.71-82
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• 2017

터널설계 및 시공 안정성을 확보하기 위해서는 필수적인 조건은 터널구간에 대한 세부적인 지반조사분석이다. 이러한 지반조사의 중요성은 터널구간에 단층파쇄대 분포와 규모 그리고 지하수 분포에 대한 분석을 위해 필요하다. 그러나 터널구간의 지형조건과 민원 등의 제한조건으로 터널설계시 지반조사를 수행하는데 어려운 경우에는 최소한의 조사를 수행한 결과를 활용하여 터널설계를 수행한다. 따라서 이러한 경우 터널 시공 중 단층파쇄대가 발생하는 경우에는 터널안정성 확보를 위해서 설계변경을 수행하여 보강공법을 결정하게 된다. 터널굴착면에 대한 보강시 가장 중요한 것은 신속한 보강을 수행하여 터널안정성을 확보하는 것인데 특히 굴착면에 지하수 용출이 발생하는 경우에는 더욱 신속한 보강이 필요하다. 본 연구에서는 터널굴착면에 단층파쇄대가 존재하고 있고 굴착 후 단층파쇄대로 인하여 변위가 발생한 상태에서 지하수 용출량이 급증한 경우의 붕락사례를 중심으로 단계별 거동특성을 분석하였다. 본 연구대상 터널은 1단계 변위가 수렴되지 않고 지속적으로 발생하여 보강조치를 하였고 그 이후 지하수 용출량의 증가로 인해 변위가 수렴되지 않고 2단계 변위가 발생하여 추가보강 작업중 3단계 변위발생 과정 중 지표면 함몰붕락이 발생한 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.151-160
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• 2003

암반사면의 대표적인 파괴유형인 쐐기파괴에 대한 확률론적 안정 해석 수행 과정에서 가장 주요한 불연속면의 특성인 전단 강도에 대해 Mohr-Coulomb 모델에 의한 선형적 강도특성과 Barton모델에 의한 비선형적 강도특성이 사면의 안정성 해석에 주는 영향을 비교하고자 하였다. 사면 안정성 해석의 방법으로 결정론적 해석과 Monte Carlo Simulation을 이용한 확률론적 해석을 수행하였으며, 불연속면의 통계적 분석을 수행한 후 $x^2$ 검증을 통해 분포함수를 검증하였다. 해석 대상 사면은 중앙선 O O공구로, 불연속면의 특성을 파악하기 위해 BIPS, DOM, Scanline, 절리면 직접전단 시험자료를 사용하였다. Mohr-Coulomb, Barton모델에 의한 결정론적 해석 결과는 모두 안정한 것으로 나타났으나, 확률론적 해석 결과 두 모델 모두 5% 이상의 파괴확률을 나타냄으로서 잠재적인 불안정성을 가지는 것으로 평가되었다. 또한 Mohr-Coulomb의 모델이 Barton의 모델보다 더 큰 파괴확률을 가지는 것으로 나타났다. 불연속면의 전단강도 정수 산정시 Mohr-Coulomb의 모델은 한정된 실내시험 자료를 가지게 되고, 정확한 점착력의 산정이 어려운 점, 파괴블록의 규모가 작은 경우 안전율이 지나치게 과대 평가될 가능성 등이 있으므로, 합리적인 사면 안정성 해석을 위해서는 강도정수 산정시 적절한 모델 선택이 중요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권12호
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• pp.75-91
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• 2023

GPR을 활용한 지중 매설관로의 비파괴 탐사에 있어서 다중 관로의 경우 관로에 의한 음영영역이 탐사결과에 많은 영향을 미친다. 다중 관로의 음영영역은 관로들의 위치 및 직경에 의해 변화되며 음영영역 내에서는 신호가 전파되지 못하기 때문에 탐지가 불가능하다. 본 연구에서는 FDTD 수치해석을 활용하여 다중 관로의 배치 및 직경에 따라 쌍곡선 형태로 나타나는 관로신호의 특성을 분석하였다. 관로의 배치는 수평, 수직, 대각 배치로 총 3가지 형태에 대한 분석을 수행하였으며, AGC를 활용하여 신호를 증폭하고 각각의 배치형태에서 나타나는 음영영역과 신호 특성의 차이를 분석하였다. 수평 배치에서는 두 관로가 근접할수록 두 쌍곡선 형태 사이에 새로운 쌍곡선 형태가 나타난다. 수직 배치에서는 쌍곡선 좌우 신호가 탐색 가능하여 이를 활용하면 하단 관로를 탐지가능할 것으로 보이나, 상단 관로의 직경이 하단 관로보다 큰 경우에는 탐지가 힘들 것으로 판단된다. 대각 배치의 경우, 지표면의 음영영역의 위치에 따라 다른 특성을 보인다. 장비의 가탐범위 내에 음영영역이 존재하는 경우 신호의 비대칭형태의 신호 특성을 보이며, 음영영역이 가탐범위 외부에 존재하는 경우에는 두 관로의 신호 특성에 영향을 거의 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 대한공간정보학회지
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• 제24권4호
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• pp.13-19
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• 2016

토양오염은 인간의 활동에 의해 만들어진 물질로 인해 발생하고 있으며, 인간뿐만 아니라 모든 생물에게 피해를 주고, 정화비용이 크다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서 정밀한 토양오염분석 활용을 위한 심도별 3차원 토양오염지도 구축을 제시하였다. 이를 위해 연구대상지인 부산광역시 동래구에서 기존 토양오염조사 지점의 최근린분석을 실시하였고, 0.72로 군집되는 경향을 알 수 있었으며, 이는 군집지역 이외에는 오염 값의 정확도가 보다 낮다. 이에 조사지점을 $1km{\times}1km $ 격자의 중심을 조사할 것을 제시하였고 일정한 조사지점으로 균일한 정확도를 나타낼 수 있도록 하였다. 또한, 지표면 및 지하공간에서 토양오염 기준은 5단계로 나눴으며 지표면의 경우 토양 단위 무게 당 오염물질의 양을 IDW 보간법을 이용하여 지도를 구축을 하였다. 지하공간에서의 토양오염분석은 지표면의 오염, 지형을 통한 오염물질의 흐름과 국토지반정보시스템에서 504개의 시추정보로 투수계수, 지하수위를 영향인자로 선정하였으며, 영향인자의 특성을 종합점수로 나눠 0~20점으로 산정하였다. 토층에 특성을 고려한 지표면-지하공간의 심도별 3차원 토양오염지도 구축이 가능하였고, 이후 토양오염의 지반 침투 시 전체적인 침투 분석이 가능할 것으로 판단되었다. 또한, 심도별 영향분석과 지하수 오염에 대한 보다 정확한 예측이 가능할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제27권4호
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• pp.367-376
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• 2017

최근 전 세계적으로 해저터널 건설이 활발하게 진행되고 있으며, 국내에서도 본토와 제주도를 연결하기 위한 해저터널 건설에 관심이 집중되고 있다. 해저터널의 안전한 건설을 위해서는 설계 및 시공 단계에서 단층과 같은 지질구조의 파악이 매우 중요하다. 그러나 해저터널의 경우 육상터널과는 다르게 지반조사의 한계로 인하여 지질구조의 분포에 대한 정보를 취득하는데 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 지구통계학적 방법을 이용하여 해저지반에 발달하는 대규모 지질구조를 자동으로 도출하는 알고리즘을 개발하는 것이다. 본 연구에서 가장 중요한 것은 최적 이동창의 크기, 최적 공간통계량 종류, 최적 백분위수 기준의 결정이다. 최종적으로 도출된 최적 분석 알고리즘으로 R을 이용하여 사용자 프로그램을 개발하였다. 개발한 프로그램은 다양한 공간통계량의 변화를 쉽게 파악할 수 있도록 하였다. 또한, 공간통계량의 종류와 백분위 기준을 손쉽게 지정할 수 있도록 하여 공간통계량의 변화에 따른 지질구조 분석을 용이하게 하였다. 따라서, 지질구조선 도출 알고리즘에서 공간통계량은 이동 분산값, 분위수 기준은 상위 10%, 이동창의 크기는 $3{\times}3$ 일 때 대규모 지질구조선의 선형적인 형태가 시각적으로 가장 잘 나타나는 것을 확인할 수 있다. 특히 분위수 기준을 상위 0.5%로 할 경우 등고선 그림에서 오류값들이 거의 제거가 되는 양상을 보여준다.

• 지질공학
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• 제31권2호
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• pp.199-209
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• 2021

본 논문은 SOC시설물 건설에 따른 지반 안정성을 평가한 논문으로, 기존 지반 및 숨골 조사결과에 따른 지반 물성치를 이용하여 SOC시설물 하부지반의 안정성을 평가한 것이다. 연구내용은 다음과 같다. 1) 기존 지반조사 자료를 기반으로 지반현황을 분석하여 숨골 및 지반 물성치를 산정하였다. 2) 수치해석을 통한 지반의 안정성 및 변형 범위를 파악하였다. 3) 지반안정성 해석단면(대형장비 주행로) 결정한 후 단면에 대한 모델링을 하여, 지반 안정성을 평가하였다. 본 연구는 SOC시설물 전체 부지를 크게 3개의 단면으로 나누어 해석하였으며, SOC시설물 하부지반의 각 단면별 지반, 하중조건 및 포장조건을 파악하여 컴퓨터 수치해석 모델링을 통해 응력, 침하량, 변형률을 산정하였다. 현 지반 조건에 따른 각 단면별 해석결과, 침하량은 0.11~0.18 m, 전응력은 92.75~445 kPa로 해석되었다. 이 결과들은 하부지반의 숨골을 고려하여 지반의 강도 정수를 감소시켰을 뿐 아니라, 하부지반의 보강이 없는 조건으로 해석한 결과이므로, 적절한 하부지반의 조건을 고려하여 약액주입 등의 간단한 지반 보강만으로 충분한 SOC시설물 지반 안정성을 확보할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.105-113
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• 2024

지하 매설된 케이블은 불확실한 설계 도면으로 도로 및 지하 구조물 건설 시 단선이 발생한다. 본 논문은 지하 매설 케이블의 위치를 지표 투과 레이더(GPR)로 탐지하고 검증하는 실험을 수행하였다. 수행된 실험 장소는 케이블 매설이 예상되는 실제 도로 건설 부지에서 수행하였으며 400MHz~900MHz의 고주파수 대역을 갖는 지표 투과 레이더를 사용하여 지하 내부 구조를 측정하였다. 탐사 방법은 조사 지역 전체를 파악하기 위한 지표 투과 레이더 1차 실험과 1차 실험 결과 기반의 2차 실험을 수행하였으며 측선 방향의 다양성과 개수를 증가시키는 방법을 사용하였다. 실험 결과는 동일선상의 위치에서 일관된 케이블에서 반사되는 파형 특징인 하이퍼볼라를 확인하였으며 설계 도면 비교 결과 해당 위치에 케이블이 매설된 것을 검증하였다. 해당 연구 결과는 탐지하기 어려운 지하 매설 케이블의 위치를 전자기파 반사 파형인 하이퍼볼라를 기반으로 지표 투과 레이더에 적합한 방법론을 제시한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권4호
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• pp.350-360
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• 2008

전기비저항은 땅의 여러 물리적 특성 중의 하나로 전기비저항 탐사, 전기비저항 검층과 실내시험 등을 통해 측정된다. 최근에 전기비저항은 도로나 철도터널의 지보형식 설계에서 미시추구간의 암반등급을 예측하는데 활용되는 등 그 활용도가 증가하고 있다. 전기비저항으로부터 신뢰할 수 있는 암반등급을 추정하기 위해서는 많은 현장시험과 함께 전기 비저항과 암반분류의 상관성에 대한 고찰이 요구된다. 본 연구에서는 먼저 암석시료에 대해 탄성파속도, 탄성계수, 일축 압축강도 등의 암석물성시험과 전기비저항 코어시험을 실시하였다. 시험결과로부터 획득된 전기비저항과 암석물성의 상관성을 분석한 결과 전기비저항이 암석물성과 높은 상관성을 가지고 있음을 확인하였다. 다음으로 일반적인 지반조사에 비해 현저히 많은 12개의 시추공에서 전기비저항 검층을 실시하여, 전기비저항 탐사 및 전기비저항 검층에 의한 전기비저항과 RMR의 상관성을 고찰하였다. 전기비저항 검층은 RMR과 80% 이상의 매우 높은 상관성을 보여 전기비저항을 이용하여 암반등급을 결정하는 방법이 과학적으로 타당하다는 것을 확인하였다. 이에 반해 전기비저항 탐사는 RMR과 20% 내외의 낮은 상관성을 가지는데 이는 단층파쇄대와 같은 저비저항 이상대가 역산에 영향을 미치기 때문으로 상관관계 분석시 신선한 암반, 절리파쇄대, 단층파쇄대로 그룹을 분리하여 상관성을 분석하면 신뢰성 있는 상관식을 도출할 수 있음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권4호
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• pp.271-278
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• 2006

국내 지반침하의 주요 원인 중의 하나인 석회암 공동에 대한 조사는 단순한 지반침하 원인의 규명 이외에 지반 침하 지역 또는 예상지역의 보강 설계 및 사후 관리에 이르기까지 폭넓은 지반 정보를 제공하는 역할을 수행한다는 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 지반침하지역 공동탐지에 유용하게 사용되는 물리탐사기법으로 한 종류의 지반 물성을 이용하는 단위 물리탐사기술보다는 여러 가지 물성의 지하를 조명하는 복합 물리탐사기술에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 지반침하조사 시 지하공동 탐지를 위한 복합 물리탐사 시스템 구축의 일환으로 전라남도 무안군 무안읍 용월리에 과거 석회암 공동에 의한 지반침하 경력이 있는 지역을 현장 실험장으로 이용하여 다양한 종류의 물리탐사를 실시하였다. 그 중 전기비저항탐사, 전자탐사 그리고 고정밀 중력탐사 결과로부터 지하 공동의 위치 및 분포를 추정 해석하고, 시추조사 결과와 비교함으로서 단위 물리탐사 기술의 공동탐지 적용성에 대하여 고찰하였다. 시추조사결과, 실험장 지역 기반암내 공동은 대부분 지하수 또는 물로 포화된 점토로 채워져 있어 주위 기반암에 비하여 매우 낮은 전기비저항 및 밀도를 가지며, 넓은 지역에 걸쳐 망구조로 분포하고 있는 것으로 해석된다. 실험장에 적용한 전기비저항, 전자 및 고정밀 중력 탐사 결과, 저비저항대와 음의 중력 이상대 분포 지역이 시추 조사에서 확인된 지하 공동의 분포 위치와 상당 부분 일치함을 보여 이들 각 탐사법들이 지하 공동 분포 파악에 효과적임이 입증되었다. 또한 개별 탐사 기법 해석과 아울러 각종 탐사결과를 종합함으로써 보다 정확한 지하공동의 분포 해석이 가능하였으며, 특히 국내에서의 사용이 미비하였던 고정밀 중력탐사기법이 지하공동 탐지에 매우 유용함을 확인하였다.