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한반도 남동부 제4기 단층의 대자율이방성(AMS): 단층의 운동감각과 고응력장 해석 (Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS) of the Quaternary Faults, SE Korea: Application to the Determination of Fault Slip Sense and Paleo-stress Field)

  • 조형성;김민철;김현정;손문
    • 암석학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.75-103
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    • 2014
  • 한반도 남동부 일원에는 주요 지질구조선(양산단층대, 울산단층, 연일구조선, 오천단층계 등)을 따라 제4기 단층들이 도처에 분포하고 있으며, 이들의 기하와 운동학적 특징은 한반도의 제4기 지각변형사와 현생응력상태 등을 이해하는 데 중요한 정보들을 제공한다. 이번 연구에서는 진티단층, 모화단층, 수성지2단층 그리고 왕산단층을 대상으로 대자율이방성 방법을 적용하여 단층가우지의 미세구조를 분석하고 단층의 운동감각을 해석하였으며, 그 결과를 바탕으로 단층암의 미세구조 발달과정과 제4기 응력장에 대해 논의하였다. 대자율이방성 측정을 통해 구해진 자기미세구조로부터 단층의 운동감각을 분석한 결과, 왕산단층을 제외한 나머지 세 단층은 모두 역이동성이 우세한 단층운동에 의한 미세구조가 발달되어 있다. 단층면에 거의 평행한 편평형의 미세구조가 발달하는 점과 이방성정도가 클수록 편평형의 정도가 증가하는 특징에 근거할 때, 단층가우지의 미세구조는 점진적인 변형에 의한 최종응력변형이 기록된 것으로 해석된다. 또한, 최후기에 재활된 역단층운동으로 기존의 단층가우지 내에 존재하는 미세구조들은 모두 지워지고 최후기의 운동에 의한 미세구조만이 기록된 것으로 판단된다. 단층가우지의 자기미세구조 분석을 통해 유추된 운동감각으로부터 구해진 고응력장은 동북동-서남서 방향의 압축력이며, 이 응력장은 지진원 메커니즘, 수압파쇄시험 그리고 단층 지구조분석결과를 통해 구해진 한반도 남동부의 고응력장과 부합된다. 결론적으로 한반도 일원은 제4기 동안 동-서 내지 동북동-서남서 방향의 압축성 응력장이 지배적이었던 것으로 해석된다.

기흥저수지 지역의 지반조사를 통한 신갈단층대 확인 (Identification of the Singal Fault Zone in the Kiheung Reservoir Area by Geotechnical Investigations)

  • 권순달;김선곤;이성한;박권규
    • 자원환경지질
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    • 제45권3호
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    • pp.295-306
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    • 2012
  • 이 연구에서는 경기육괴내에 존재하는 것으로 알려진 대규모 단층대인 신갈단층을 기흥지역에서 확인하였다. 기흥저수지 지역의 지질공학적 조사를 실시하여 단층대 위치 및 특징을 파악하였다. 이 단층대는 신갈단층으로 알려져 있으며, 남북방향으로 발달된 이 단층대는 추가령 열곡 내에서 리델 타입(Riedel-type)의 주향이동 단층으로 해석된다. 단층대를 따라서 62공의 시추조사와 전기비저항탐사 약 11 km, 바이브로사이즈 탄성파탐사 약 500 m를 실시하였다. 시추조사 및 물리탐사 결과, 최대 폭 300미터의 단층대는 주로 가우지 및 단층각력으로 구성되며, 망상의 2차 균열이 단층대 안에 서로 평행하게 발달함이 확인되었다. 시추조사 및 물리탐사 결과, 신갈단층의 휘어지는 부분인 기흥저수지 지역에서 꽃 구조(flower structure)와 유사한 지질구조의 발달 가능성이 있을 것으로 예측되지만, 연구지역의 특성상 노두 확인이 불가능하기 때문에 이와 같은 해석에는 불확실성이 있다. 따라서 단층대의 기하학적 특징, 단층간의 연결 형태 등에 대한 자세한 조사가 이루어질 필요가 있다.

다중회귀분석을 이용한 단층물질의 무게비와 전단강도의 상관성 분석 (Correlation Analysis between Weight Ratio and Shear Strength of Fault Materials using Multiple Regression Analysis)

  • 문성우;윤현석;김우석;나종화;김창용;서용석
    • 지질공학
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    • 제24권3호
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    • pp.397-409
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    • 2014
  • 터널 시공 중 나타나는 단층은 방향, 규모 및 강도를 예측하기 어려우면서 지반의 강도를 결정하는 중요한 요소이다. 그러나, 많은 시공 현장에서 단층대의 강도 및 암반분류를 경험적으로 적용하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 전국 9개의 지역의 단층에서 총 109개의 시료를 획득하여 직접전단시험과 입도분석을 수행하였다. 또한 6개의 다중회귀모델을 설정하고 97개의 데이터를 이용하여 회귀분석을 실시한 후 전단강도와 단층물질의 무게비의 상관성을 분석하였다. 분석된 6개의 모델을 대상으로 분석에 사용되지 않은 12개의 시험데이터를 이용하여 검증을 실시한 결과 모든 모델에서 결정계수 $R^2{\geq}0.6$을 보이며, Model 5에 비하여 상대적으로 수직응력을 세분화 하여 고려할 수 있는 Model 1과 3이 $R^2{\geq}0.69$으로 높게 나타났다. 향후 단층 물질의 전단강도 산정에 대한 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

실내시험을 통한 단층물질의 물리·역학적 특성 분석 (Analysis on Physical and Mechanical Properties of Fault Materials using Laboratory Tests)

  • 문성우;윤현석;서용석;채병곤
    • 지질공학
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    • 제27권1호
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    • pp.91-101
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    • 2017
  • 단층물질은 불균질하고 복잡한 메커니즘에 의해 생성되기 때문에 지역, 암종 및 구성 성분에 따라 다양한 특성을 보인다. 본 연구에서는 단층물질의 물리 역학적 특성을 규명하기 위해 국내에 분포하는 단층물질 109개를 채취하여 각종 실내시험을 실시하고, 지역, 암종 및 구성 성분에 따른 물리 역학적 특성(단위중량, 비중, 공극률, 자갈함량, 실트/점토 함량, 점토광물 함량, 내부마찰각 및 점착력)을 분석하였다. 암종별 물리 역학적 특성은 편마암의 경우 단위중량($17.1kN/m^3$)과 비중(2.73)에서 가장 높은 중앙값을 보이며, 화강암은 공극률(45.5%), 편암은 자갈함량(20.0 wt.%)과 점착력(38.1 kPa), 천매암은 실트/점토 함량(54.4 wt.%), 점토광물 함량(37.7 wt.%)과 내부마찰각($38.2^{\circ}$)에서 가장 높은 중앙값을 보인다. 구성 성분별 물리 역학적 특성은 단층점토가 공극률과 실트/점토 함량을 제외한 모든 인자에서 파쇄암 및 손상대보다 낮은 값을 보이는 것으로 나타났다.

영상분할 통신을 이용한 원격진료시스템의 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of Telemedicine System Using Image Division Communication)

  • 정기봉;오무송
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제9B권3호
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    • pp.287-292
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    • 2002
  • 일반적으로 현재 많은 보급이 되어 있는 인터넷을 이용하여 의료 영상을 전송하기에는 영상의 Size가 너무 크다는 문제점을 가지고 있다. 그러므로 이러한 저속 전송의 문제점을 해결 하고자 본 논문에서는 영상분할 전송에 대하여 연구하였다. 현재의 인터넷을 이용하여 빠른 전송을 수행하기 위하여 5∼10회의 전송 방법을 채택하였으며, 또한 인터넷이 연결되어 있는 경우 허가된 사용자들이 사용할 수 있도록 하기 위하여 웹을 기반으로 하는 원격진료 시스템을 구축하였다. 연구된 영상분할 통신은 기존 영상전송에서 사용되었던 단일통신 기법의 문제점인 통신속도 불균형에 의한 영상의 불규칙적인 전송에 다른 영상품질 저하의 문제를 보안하여 불규칙적인 통신속도 에서도 일정한 영상의 품질 상태를 유지 할 수 있었다. 원격진료 시스템은 Visual Basic 과 C++, ASP를 이용하여 개발되었으며, 일반적인 인터넷 익스플로어를 이용하여 사용될 수 있도록 설계되었다. 원격진료 시스템의 주된 자료인 영상 자료의 고속 전송을 위하여 무손실 JPEG 압축 방법이 채택되어 개발되었다. 본 연구에서 개발된 원격진료시스템을 이용할 경우 현재 많이 보급되어 있는 사설 인터넷을 이용하여 원활한 원격진료를 수행 할 수 있었으며, 병원 내부의 진료에 머물러 있던 진료 시스템을 원거리의 환자들 가지 사용할 수 있도록 확대 할 수 있었다.

울산단층대 중동부에 발달하는 제4기 개곡 6단층에 대한 보고 (A Report for the Quaternary Gaegok 6 Fault Developed in the Mid-eastern Part of Ulsan Fault Zone, Korea)

  • 류충렬
    • 자원환경지질
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    • 제42권6호
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    • pp.635-643
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    • 2009
  • 울산단층대 중동부의 동변인 경상북도 경주시 외동읍 개곡리 남부에서 제3기초의 화강암이 제4기의 미고결 모래층이나 자갈층과 단층을 경계로 접하고 있다. 새로이 알려진 이 단층(개곡 6단층)은 $N02^{\circ}{\sim}22^{\circ}E$의 주향에 $45^{\circ}{\sim}80^{\circ}W$의 경사를 보인다. 이 단층은 풍화된 화강암의 단층각력과 함께 제4기 퇴적물로 뒤섞인 30~50 cm 폭의 쇄성전단대와 단층비지대로 구성되어 있다. 주된 단층조선의 자세는 $17^{\circ}$, $356^{\circ}$이며, 정단층성 운동성분을 가지는 우수향의 주향이동을 보인다. 이와 함께 주단층면을 자르며 서쪽 블록이 상승한 역단층운동을 지시하는 단층조선($78^{\circ}$, $278^{\circ}$$43^{\circ}$, $270^{\circ}$)도 관찰된다. 개곡 6단층은 이미 확인된 이 지역의 제4기 단층들과는 달리 서측 제3기초의 화강암이 동측의 제4기 역층을 올라탄, 외견상 서측이 상승한 형태를 보인다. 단층의 조선과 전단증거에 의하면 2회 이상의 단층운동과 관련한 압축운동기가 존재했음을 지시하고 있다. 개곡 6단층은 방향성, 서측으로 경사하는 기하학적인 양상, 그리고 서측이 상승한 운동학적인 양상 등이 북쪽에서 확인된 개곡 1단층과 유사하다. 그러므로 개곡 6단층은 개곡 1단층의 남쪽 연장으로 판단된다.

시추코어 단층대에서의 지질공학적 의미: 슈도타킬라이트의 미세조직의 특징과 지진활동 (Engineering Geological Implications of Fault Zone in Deep Drill Cores: Microtextural Characterization of Pseudotachylite and Seismic Activity)

  • 추창오;정교철
    • 지질공학
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    • 제27권4호
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    • pp.489-500
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    • 2017
  • 심부 시추코어(900 m) 단층대에서는 검은 유리질이 특징인 슈도타킬라이트가 종종 산출된다. 폭이 수~20 cm인 슈도타킬라이트는 모암인 쥬라기 화강암과 선캄브리아기 각섬석편마암과 접촉하거나 교호하는데, 연성변형이나 약한 습곡구조를 수반한다. 슈도타킬라이트는 다양한 심도에서 산출되는데 조직과 두께 또한 약간 상이한 특징을 보여준다. 대부분의 시추코어에서는 취성변형이 우세하며, 단층비지는 주로 상부구간에서 발달하고, 슈도타킬라이트는 불규칙한 간격의 심도에서 나타난다. 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하면, 기질내에 만곡된 극미립의 석영입자가 관찰되고, 슈도타킬라이트의 표면은 마이크론 스케일에서조차도 매끄러운 유리질 기질이 특징적인데, 이같은 현상은 본 지역의 슈도타킬라이트가 강한 지진활동에 의한 마찰용융에 의하여 생성되었음을 지시한다. X선회절 정량분석(XRD)에 의하면, 슈도타킬라이트는 석영, 장석, 각섬석과 같은 일차광물과 점토광물, 방해석, 유리기질물 등의 이차광물로 구성되어 있다. 이러한 광물조성은 슈도타킬라이트를 포함하는 단층파쇄대가 약 $300^{\circ}C$ 이하의 저온 또는 비교적 얕은 심도(약 10 km 내외)에서 형성되었음을 의미한다. 슈도타킬라이트는 강한 지진활동의 산물이므로, 이것의 산출특징 파악을 통하여 심부지반의 고기 지진활동 해석이나, 고준위방사성폐기물 처분장 후보지의 지반안정성에 대한 핵심적인 정보를 알 수 있다.

유도분극 전하 충전성과 전기비저항을 활용한 암반 상태 파악 가능성 연구 (Utilization of Induced Polarization and Electrical Resistivity for Identifying Rock Condition)

  • 박진호;류진우;정지희;이인모
    • 대한토목학회논문집
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    • 제36권3호
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    • pp.493-502
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    • 2016
  • 이 연구에서는 암반의 상태가 유도분극에 의한 전하 충전성(chargeability)과 전기비저항에 미치는 영향을 살펴보았다. 이론 연구에서 지반의 충전성과 이에 영향을 미치는 변수들 사이에 관계식을 유도하고, 변수 민감도 분석으로부터 충전성에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 입자 사이의 좁은 간극의 크기($r_1$)이며, 그 다음으로는 간극수의 염도($C_0$)임을 밝혔다. 실내 실험에서는 암반 절리대(파쇄대)를 축소 모사하여, 절리 틈새 크기와 간극수 염도 및 절리대 위치에 따라 충전성과 비저항을 측정하였다. 또한, 서로 다른 충전성을 가진 지층이 복합적으로 구성된 경우도 살펴보았다. 실험 결과, 충전성은 간극수의 염도($C_0$)가 증가하면 감소하였다. 또한, 전하가 흐르는 각각의 경로(current flow lines)에서 나타나는 충전성에 의해 전체 충전성이 결정되었으며, 각 경로에서의 충전성은 암반 파쇄상태가 아닌 경로 상의 좁은 간극($r_1$)에 의해 결정되었다. 따라서 충전성이 상대적으로 큰 암반이 하부에 존재하는 복합지층의 경우, 충전성을 이용해 복합지층 구성 여부에 대한 파악이 가능하였다. 이러한 결과로부터, 전기비저항 변화만으로는 지반 해수침투 또는 지반 복합구성 여부가 지반 파쇄상태에 따른 비저항 변화와 혼동되어 분간이 어려우나, 충전성을 함께 측정하면 이를 명확히 구분하는데 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

회귀분석을 이용한 경주·울산 지역에 분포하는 단층 핵의 전단강도 범위 설정 (Setting of the range for shear strength of fault cores in Gyeongju and Ulsan using regression analysis)

  • 윤현석;문성우;서용석
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.127-140
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    • 2015
  • 단층은 굴착공사 중 발생하는 붕괴의 주요원인 중 하나이다. 하지만 단층대 내에서 주요 파괴면으로 작용하는 단층 핵은 파쇄암과 가우지가 불균질하게 분포하는 부분으로서 전단강도의 분포범위가 넓기 때문에 안정성 해석 시 경험적으로 결정되는 경우가 많다. 본 연구에서는 경주와 울산의 12개 지점에서 채취한 62개의 단층 핵 시료를 대상으로 직접전단시험과 입도 분석을 수행하였다. 실내시험으로 얻어진 결과를 이용하여 회귀 분석을 수행하여 수직응력별 입도에 따른 전단강도의 범위를 결정하였다. 자갈의 무게비는 전단강도와 비례하며, 실트 및 점토의 무게비는 반비례하는 것으로 나타났다. 결정계수는 대부분 약 0.7 이상으로 시료의 불균질성을 고려할 때 비교적 높게 나타났으며, 분석된 회귀모형의 95% 신뢰 구간을 설정하여 무게비에 따른 전단강도의 상한과 하한 범위를 결정하였다.

울산 매곡동 일대의 대규모 단층대 특성과 제4기 단층운동 (Characteristics of Large-Scale Fault Zone and Quaternary Fault Movement in Maegok-dong, Ulsan)

  • 최진혁;김영석;권세현;에드워즈폴;레자이쏘레;김태형;임순복
    • 지질공학
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    • 제25권4호
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    • pp.485-498
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    • 2015
  • 울산광역시 매곡동 일대에서 새롭게 발견된 단층대의 기하학적, 운동학적 특성 및 제4기 단층운동에 대해 알아보고자 야외조사를 통한 지질구조분석을 실시하였다. 그 결과, 퇴적암이 분포하는 첫 번째 조사지점에서는 100 m 내외의 절취사면을 따라 반복층서, 소규모 단층, 단열대, 변형띠대 등이 연속적으로 관찰되고 있어, 이 지점은 대규모 단층의 손상대에 속하는 것으로 해석된다. 한편 주로 화강암 암편으로 구성된 쇄설성 퇴적층이 분포하는 두 번째 조사지점에서는 저각의 경사를 보이는 여러 조의 단층이 서로 분지 또는 결합하는 형태로 발달하고 있어 대규모 역단층이 발달하는 것으로 판단된다. 이 단층의 단층비지 내에 포함된 유기물의 방사성탄소연대에 기초해 추론된 단층의 최후기 운동시기는 33,275 ± 355년 전 이후로 제한된다. 이번 조사에서 확인된 단층대의 손상대 규모, 운동감각, 운동시기 등은 이 단층대가 연구지역 인근의 대규모 신기단층으로 알려진 울산단층 또는 연일구조선과 밀접한 관련이 있음을 시사한다. 따라서 연구지역 일대에 조성 중인 산업단지와 아파트를 비롯한 여러 시설물에 대한 지진 및 지질학적 안정성을 확보하고 이 지역에서의 지질재해에 대비하기 위해서는 보다 정밀한 구조지질학 및 고지진학 관점에서 이 단층에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.