• 지구물리와물리탐사
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• 제19권1호
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• pp.1-10
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• 2016

셰일가스 개발 과정에서 수압 파쇄에 의해 발생하는 미소지진의 진원 분포는 균열대의 특성을 파악하는 데 필요한 중요한 정보를 제공한다. 본 연구에서는 가상의 진원에 대하여 부정확한 속도 구조 모델이 선형 역산법을 이용한 진원 결정 프로그램인 hypoellipse와 hypoDD의 결과에 어떠한 영향을 미치는 지에 대해서 알아보았다. 총 98개의 가상 관측소를 반경 4 km의 원내에 배치하였고, 25개의 지진들이 판상으로 분포한 가상 지진 세트를 관측망의 중심부에서부터 남쪽으로 1 km 간격으로 5곳에 배치하였다(S0 ~ S4). 역산 결과의 정확성을 정량적으로 평가하기 위해 진원들의 평균 위치의 차이를 의미하는 $d_1$, 가정한 진원에 대한 면적비 r, 근사 평면과 실제 평면의 경사 차이 ${\theta}$, 근사 평면과 실제 평면의 주향 차이 ${\phi}$, 근사 평면으로부터 진원들이 떨어진 거리의 제곱평균제곱근 $d_2$, 평면상에서의 진원들의 패턴의 정확성 $d_3$의 6가지 파라미터를 정의하였다. 층상 구조를 가정한 기준 속도 구조를 만들어 합성 주시자료를 계산하였으며, 속도 구조의 부정확성을 고려하기 위하여 진원 역산에 사용한 속도 구조 모델은 각 층의 기준 속도를 중심으로 0.1 km/s, 0.2 km/s, 및 0.3 km/s의 표준편차를 가지는 정규분포를 이용하여 구성하였다. 속도의 부정확성에 비례하여 오차가 커지는 파라미터에는 $d_1$, r, ${\theta}$, 및 $d_3$가 있으며, 나머지 두 파라미터는 S4의 경우를 제외하면 속도 부정확성의 정도와 관계없이 일정한 오차를 보여준다. S0, S1, S2, S3의 경우, hypoellipse와 hypoDD 모두 비슷한 $d_1$ 값을 나타낸다. 하지만 다른 파라미터의 경우 hypoDD가 훨씬 나은 결과를 보여주며, 진원의 상대적 오차는 속도 구조의 부정확도와 관계없이 수 미터 이하이다. 수압 파쇄의 부피 양상을 알기 위한 목적으로 상대적 진원 위치 부정확성을 수 미터 이내로 제한시키기 위해서 hypoellipse에서는 0.2 km/s 이내의 속도 오차의 표준편차를 가져야하며, hypoDD에서는 속도 오차의 표준편차 값이 0.3 km/s일 때에도 상대적 진원 위치 오차를 수 미터 이내로 제한시킬 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권1호
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• pp.53-58
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• 2013

효과적으로 미소지진을 관측하고 분석할 수 있는 소규모 배열식 지진 관측소와 분석 방법을 소개하였으며, 관측능력을 확인하기 위해 2012년 12월 19일부터 2013년 1월 9일까지 시험 관측을 수행하였다. 중앙에 6 채널 지진 기록계 1 대와 3 성분 지진계 1 대를 설치하고 수직성분 지진계 3 대를 중앙으로부터 약 100 m 정도 떨어진 지점에 삼각형 형태로 각 꼭짓점에 설치하여 소규모 배열식 지진관측소를 구성하였다. 모든 지진계는 동일한 계기 응답 함수를 가지며 하나의 6 채널 지진 기록계에 연결되어 200 sps 의 간격으로 관측 자료를 저장하였다. 3 주의 시험 관측 기간 동안 총 16 개의 미소 지진을 관측하였다. 수직성분 지진계에서 관측한 P파의 도달시간 차이, 3 성분 지진계에서 관측한 P파와 S파의 도달시간 차이, P파와 S파 지진 파형의 배열식 분석으로 얻은 후방 방위각들을 이용해 지진의 진원을 결정하기 때문에 하나의 소규모 배열식 관측소만으로도 진원 결정이 가능하였다. 가장 가까운 거리에서 발생한 미소 지진 2 개의 진앙은 관측 부지로부터 1.3 km 거리에 있는 채석장으로 분석되었으며, 채석장의 발파 기록과 분석된 결과가 서로 일치함을 확인하였다.

• 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.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권3호
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• pp.299-311
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• 2022

Water-resisting key stratum (WKS) between coal seams is an important barrier that prevents water inrush from goaf in roof under multi-seam mining. The occurrence of water inrush can be evaluated effectively by analyzing the fracture of WKS in multi-seam mining. A "long beam" water inrush mechanical model was established using the multi-seam mining of No. 2+3 and No. 8 coal seams in Xiqu Mine as the research basis. The model comprehensively considers the pressure from goaf, the gravity of overburden rock, the gravity of accumulated water, and the constraint conditions. The stress distribution expression of the WKS was obtained under different mining distances in No. 8 coal seam. The criterion of breakage at any point of the WKS was obtained by introducing linear Mohr strength theory. By using the mechanical model, the fracture of the WKS in Xiqu Mine was examined and its breaking position was calculated. And the risk of water inrush was also evaluated. Moreover, breaking process of the WKS was reproduced with Flac3D numerical software, and was analyzed with on-site microseismic monitoring data. The results showed that when the coal face of No. 8 coal seam in Xiqu Mine advances to about 80 m ~ 100 m, the WKS is stretched and broken at the position of 60 m ~ 70 m away from the open-off cut, increasing the risk of water inrush from goaf in roof. This finding matched the result of microseismic analysis, confirming the reliability of the water inrush mechanical model. This study therefore provides a theoretical basis for the prevention of water inrush from goaf in roof in Xiqu Mine. It also provides a method for evaluating and monitoring water inrush from goaf in roof.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.199-210
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• 2008

Acoustic emission(AE)/Microseimsic(MS) activities are low-energy seismic events associated with a sudden inelastic deformation such as the sudden movement of existing fractures, the generation of new fractures or the propagation of fractures. These events rapidly increase before major failure and happen within a given rock volume and radiate detectable seismic waves. The main difference between AE and MS signals is that the seismic motion frequencies of AE signals are higher than those of MS signals. As the failure of geotechnical structures usually happens as a high velocity and small displacement, it is not easy to determine the precursor and initiation stress level of failure in displacement detection method. To overcome this problem, AE/MS techniques for detection of structure failure and damage have recently adopt in civil engineering. In this study, AE/MS monitoring system, which consist of sensor, data acquisition and operation program, is constructed with domestic technology. To verify and optimize the developed system, we are now carrying out the field application at an underground research laboratory and the developed AE/MS monitoring will be used in detecting of seismic events with various scales.

• 터널과지하공간
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• 제23권6호
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• pp.547-560
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• 2013

최근 전 세계적으로 에너지 수급의 불안정 및 기후변화에 의한 이산화탄소 저감의 필요성으로 인하여 신재생에너지에 대한 중요성은 점차 증가하고 있다. 이러한 상황에서 지난 2010년 12월에 시작되어 진행 중인 한국 최초의 포항 인공지열 저류층 생성 기술 (Enhanced Geothermal System; EGS) 지열발전소 프로젝트는 국내 EGS 관련기술 발전에 새로운 계기가 될 것이다. 본 논문은 국내 EGS 실증사업에 일부분이라도 도움이 되고자 미국 Fenton Hill 및 일본 Hijiori 프로젝트 연구사례를 살펴보고, 이를 통해 기존 EGS 프로젝트의 성과와 한계를 습득함으로써 국내 EGS 프로젝트의 시행착오를 최소화하는데 도움이 되고자 한다.

• 터널과지하공간
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• 제10권1호
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• pp.59-69
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• 2000

암석 재료의 변형에 따른 미시적 파괴 현상으로부터 발생하는 미소파괴음(Acoustic Emission, AE)을 측정하여 암석 구조물 내의 미세균열의 생성과 전파를 탐지하는 연구는 지하 암반 구조물의 안정성을 비파괴검사로 평가하는데 대단히 중요하다. 본 연구에서는 암반 구조물의 보강재로 사용되는 콘크리트와 대리석 암석 시험관에 대하여 전과정 응력-변형률 곡선을 얻기 위한 강성압축시험을 실시하였고, 시험 중에 미소파괴음 발생을 측정하여 미소파괴음 파라미터 분석 및 음원추적을 수행하여 대리석과 콘크리트의 변형 및 파괴거동 특성을 살펴보았다. 또한 시험편에 계단식 반복재하시험을 수행하여 그 변형거동을 고찰하였으며, 미소파괴음 측정을 통하여 재료의 손상, 암반의 현지응력 및 콘크리트 구조물의 응력이력 등과 관련된 카이저효과를 검증하였다

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.471-485
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• 2014

미소파괴음과 미소진동을 이용한 지반구조물 계측은 구조물 내부의 미시적 변형이나 파괴거동을 음향과 진동으로 계측하는 방법으로, 계측대상의 대규모 파괴에 앞서 이들의 발생량과 발생빈도가 급격히 증가하는 특성을 활용하여 파괴의 사전징후를 파악할 수 있다. 이 방법의 실제 적용을 위해서는 고사양의 센서, 고속의 신호획득장치 그리고 운영프로그램으로 구성된 계측시스템이 요구된다. 근래 국내기술에 의한 현장계측용 미소파괴음과 미소진동 계측시스템이 개발되었다. 특히 계측된 신호를 분석하고 해석할 수 있는 다양한 기능의 운영프로그램을 개발하고 선진외국 제품과의 상호비교를 통해 효용성을 평가하였다. 본 보고에서는 개발된 미소파괴음 계측시스템의 구성과 특징 등에 대해 소개하고, 향후 해결과제와 나아갈 방향에 대하여 논의하였다.

• Ocean and Polar Research
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• 제24권3호
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• pp.249-253
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• 2002

There is a great deal evidence concerning crustal uplift, after deglaciation, in the vicinity of Syowa Station $(69^{\circ}S,\;39^{\circ}E)$ from tide gauge data, seismic evidence, raised beaches, marine terraces, etc. The geomorphological and tide gauge data show that the crustal uplift is going on around Syowa Station. Seismic observations at Syowa Station started in 1959. Phase readings of the earthquakes have been published by National Institute of Polar Research once a year since 1968, as one of the Data Report Series. Eighteen local earthquakes were detected on short period seismograms at Syowa Station in 1990-2000. The seismicity during the period from 1990 to 2000 was lower than that from 1987 to 1989 when epicenters of local earthquakes were determined by tripartite seismic array. Local earthquake activity corroborates the crustal uplif4 which is an intermittent phenomenon. Sea level falling of 4.5 mm/y was found using data in 1975-1992. This felling rate is consistent with the geomorphological data. A route for repeat leveling survey was established in East Ongul Island. No appreciable change of sea level was observed for the last 14 years. A dynamics of the crustal uplift around Syowa Station has been discussed using geomorphological data, ocean tide, and seismic and leveling data, which is estimated to be an intermittent phenomenon. When local seismic activity is high, the crustal uplift is estimated to be going on. On the contrary, the crustal uplift is in dormancy when the local seismicity is low. Repeated leveling measurements suggest no significant changes, which further supports the idea that the crustal uplift in offshore is not a tilt trend movement but a block movement.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권2호
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• pp.99-111
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• 2022

Instability of bolted rock mass has been a major hazard in the underground coal mining industry for decades. Developing effective support guidelines requires understanding of complex bolted rock mass failure mechanisms. In this study, the dynamic failure behavior, mechanical behavior, and energy evolution of a laboratory-scale bolted specimens is studied by conducting laboratory static-dynamic coupled loading tests. The results showed that: (1) Under static-dynamic coupled loading, the stress-strain curve of the bolted rock mass has a significant impact velocity (strain rate) correlation, and the stress-strain curve shows rebound characteristics after the peak; (2) There is a critical strain rate in a rock mass under static-dynamic coupled loading, and it decreases exponentially with increasing pre-static load level. Bolting can significantly improve the critical strain rate of a rock mass; (3) Compared with a no-bolt rock mass, the dissipation energy ratio of the bolted rock mass decreases exponentially with increasing pre-static load level, the ultimate dynamic impact energy and dissipation energy of the bolted rock mass increase significantly, and the increasing index of the ratio of dissipation energy increases linearly with the pre-static load; (4) Based on laboratory testing and on-site microseismic and stress monitoring, a design method is proposed for a roadway bolt support against dynamic load disturbance, which provides guidance for the design of deep underground roadway anchorage supports. The research results provide new ideas for explaining the failure behavior of anchorage supports and adopting reasonable design and construction practices.