• 지질공학
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• 제17권2호
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• pp.271-277
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• 2007

천매암 및 편암으로 구성된 기지의 절개사면에서 제시된 이상대는 사면 하단부에 설정된 전류원과 상단부의 전위전극으로 하는 단극-쌍극자 배열을 이용한 전기비저항 토모그래피 방식으로 파악되었다. 해석 방법은 각 측선에서 얻어진 측정 자료를 가지고 3차원 전기비저항 역산 방법으로 하였다. 각 측선에 따른 영상들을 볼 때, 사면의 중앙부에 위치한 단층은 사면에 거의 수직인 방향으로 연장된 영상들로 제시되었다. 수치모델링 결과에서 이상대의 영상들은 절개사면에서 제시된 위치에 매우 정확한 결과들로 보여 주었으며, 단층은 절개사면으로부터 거리가 멀어질수록 지표로부터 그 심도가 깊어지는 경향으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.361-371
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• 2009

전기비저항 토모그래피법은 터널 주변의 물성분포나 그 변화를 탐지하는데 매우 효과적인 물리탐사 방법이다. 따라서 전기비저항 토모그래피 영상은 터널의 효과적인 유지관리를 위한 중요한 정보를 제공해 준다. 그러나 공기로 채워진 터널은 토모그래피 자료를 심하게 왜곡시키며, 이러한 현상은 송, 수신점이 터널에 근접할수록 심화된다. 또한 이러한 왜곡은 결과적으로 토모그래피 모니터링 자료의 해석에 오류를 가져오게 된다. 이런 문제점의 해결을 위하여 터널을 포함한 모델링 및 시간경과 역산법을 개발하였다. 개발된 프로그램을 사용하여 터널을 고려한 역산법이 기존의 역산법에 비하여 월등히 정밀한 영상을 제공함을 확인하였다. 또한 모니터링 자료에 시간경과 역산을 사용하여 보다 효과적으로 터널주변의 시간에 따른 전기비저항 변화대를 파악할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권1호
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• pp.62-69
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• 2004

The objective of this study is to estimate the distribution of a zone disturbed by excavation (EDZ) around tunnels that have been excavated at about 500 m depth in pre-Tertiary hard sedimentary rock. One of the most important tasks is to evaluate changes in the dynamic stability and permeability of the rock around the tunnels, by investigating the properties of the rock after the excavation. We performed resistivity and acoustic tomography using two boreholes, 5 m in length, drilled horizontally from the wall of a tunnel in pre-Tertiary hard conglomerate. By these methods, we detected a low-resistivity and low-velocity zone 1 m in thickness around the wall of the tunnel. The resulting profiles were verified by permeability and evaporation tests performed at the same boreholes. This anomalous zone matched a high-permeability zone caused by open fractures. Next, we performed resistivity monitoring along annular survey lines in a tunnel excavated in pre-Tertiary hard shale by a tunnel-boring machine (TBM). We detected anomalous zones in 2D resistivity profiles surrounding the tunnel. A low-resistivity zone 1 m in thickness was detected around the tunnel when one year had passed after the excavation. However, two years later, the resistivity around the tunnel had increased in a portion, about 30 cm in thickness, of this zone. To investigate this change, we studied the relationship between groundwater flow from the surroundings and evaporation from the wall around the tunnel. These features were verified by the relationship between the resistivity and porosity of rocks obtained by laboratory tests on core samples. Furthermore, the profiles matched well with highly permeable zones detected by permeability and evaporation tests at a horizontal borehole drilled near the survey line. We conclude that the anomalous zones in these profiles indicate the EDZ around the tunnel.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.369-376
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• 2007

해수침투가 우려되는 해안지역의 소유역에 설치된 모니터링용 관측정을 이용하여 전기비저항 토모그래피 탐사를 수행하였다. 전기비저항 탐사는 지하 매질의 전기비저항 분포를 통해 지반상태 및 층서구조 등을 밝히는 효과적인 방법이지만, 매질의 전기전도도가 매우 높은 해안지역에서는 신호대 잡음비가 가장 높은 배열법을 사용하는 경우에도 관측정 주변의 전기비저항 특성 파악이 힘들다. 따라서 본 연구에서는 해수침투 관측을 목적으로 설치된 해안지역의 서로 다른 두 곳의 관측정 주변 대수층에 대하여, 신호대 잡음비가 낮아 시추공 주변의 대수층 특성 파악이 어려운 지표 전기비저항 탐사의 한계를 극복하기 위하여 시추공-지표간 전기비저항 토모그래피 탐사를 수행하였다. 탐사자료를 이용한 역산 결과는 각 시추공의 시추 주상도, 전기전도도 검층 및 노말 전기비저항 검층 자료를 이용하여 시추공 주변의 파쇄구간과 비교하여 검증하였다. 또한 이들 중 한 곳의 관측정 주변 대수층에 대하여는, 동일한 탐사 방법을 이용하여 간조와 만조시에 각각 탐사를 실시하였다. 탐사 결과 관측정 주변 대수층에 대하여 높은 해상도의 전기비저항 분포 단면을 획득할 수 있었으며, 조석에 의한 대수층을 통한 해수침투와 관련된 수리특성 파악이 가능함을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 사용된 시추공-지표간 전기비저항 토모그래피 탐사 결과를 시추 주상도, 전기전도도 검층 및 노말 전기비저항 검층 결과와 함께 분석하는 경우, 해안지역의 관측정 및 그 주변 대수층의 수리지질 구조를 효과적으로 파악할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권9호
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• pp.37-45
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• 2014

해상 기초구조물은 수평하중에 지배적인 영향을 받으며, 세굴 발생으로 인한 모노파일의 근입깊이 및 지반강성의 감소는 구조물의 안정성을 저하시키게 된다. 본 연구의 목적은 전기비저항 모니터링 기법을 이용하여 기초구조물의 연직 세굴심도를 평가하고, 전단파 토모그래피를 통해 지반강성의 공간적 분포 및 변화양상을 파악하는 것이다. 해상 기초구조물에서의 세굴현상을 모사하기 위하여 하단이 고정된 모형 모노파일을 중앙에 위치시킨 후 모래 및 시멘트를 이용하여 모형 지반을 조성하였다. 전기비저항을 측정하기 위하여 모형 모노파일에 수평 및 수직배열로 구분하여 전극쌍을 설치하였으며, 전단파 측정을 위해서 사각형 프레임에 벤더 엘리먼트를 $7{\times}7$로 배열하였다. 세굴도 변화에 따라 위치별 전기비저항과 전단파 토모그래피 이미지를 측정하였다. 실내실험을 통해 세굴도 변화에 따른 위치별 전기비저항 변화와 전단파 토모그래피를 관찰하였고, 각 단계별 지반 변화양상을 파악하였다. 위치별 전기비저항의 변화를 통해 최대세굴심도 평가가 가능했으며, 전단파 토모그래피를 통해 세굴로 인한 지반의 전단강성 변화를 추정할 수 있었다. 본 논문에서 제시한 전기비저항과 전단파 토모그래피는 세굴현상으로 인한 해상 기초구조물 주변의 지반특성을 모니터링하기 위한 매우 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2007년도 공동학술대회 논문집
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• pp.58-63
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• 2007

We developed a new algorithm for jointly inverting dc resistivity and seismic travel time tomography data based on the multiple constraints: (1) structural similarity based on cross-gradient, (2) correlation between two different material properties, and (3) a priori information on the material property distribution. Through the numerical experiments of surface dc resistivity and seismic refraction surveys, the performance of the proposed algorithm was demonstrated and the effects of different regularizations were analyzed.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권4호
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• pp.236-249
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• 2002

본 연구에서는 종래의 지표 전기비저항 탐사자료의 3차원 영상화 알고리듬을 확장하여 여러 시추공을 이용한 3차원 전기비저항 토모그래피 영상화 알고리듬을 개발하였다. 개발된 알고리듬은 유한요소법을 이용한 3차원 전기비저항 모델링과 최소자승 역산 알고리듬으로 구성되며, 역산의 분해능을 높이기 위하여 ACB(Active Constraint Balancing)법을 채용하였다. 수치모형실험 및 분해능 분석을 통하여 3차원 전기비저항 토모그래피가 효용성이 높은 탐사법임을 알 수 있었으며, 지하구조에 대한 고분해능의 입체 영상을 획득할 수 있는 방법임을 입증하였다. 또한, 전기비저항 토모그래피에서 지형효과를 정확히 반영함으로써, 영상의 왜곡을 배제하여 더욱 정확한 지하구조 영상을 획득할 수 있었다. 현장자료에 대한 적용성 검토를 위하여 화강암 석산지역에서 획득한 3차원 탐사자료에 3차원 전기비저항 토모그래피를 수행한 결과 신뢰도 높은 3차원 전기비저항 영상을 획득할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권6호
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• pp.475-484
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• 2020

The prediction of the ground conditions ahead of a tunnel face is very important, especially for tunnel boring machine (TBM) tunneling, because encountering unexpected anomalies during tunnel excavation can cause a considerable loss of time and money. Several prediction techniques, such as BEAM, TSP, and GPR, have been suggested. However, these methods have various shortcomings, such as low accuracy and low resolution. Most studies on electrical resistivity tomography surveys have been conducted using numerical simulation programs, but laboratory experiments were just a few. Furthermore, most studies of scaled model tests on electrical resistivity tomography were conducted only on the ground surface, which is a different environment as compared to that of mechanized tunneling. This study performed a laboratory experimental test to extend and verify a prediction method proposed by Lee et al., which used electrical resistivity tomography to predict the ground conditions ahead of a tunnel face in TBM tunneling environments. The results showed that the modified dipole-dipole array is better than the other arrays in terms of predicting the location and shape of the anomalies ahead of the tunnel face. Having longer upper and lower borehole lengths led to better accuracy of the survey. However, the number and length of boreholes should be properly controlled according to the field environments in practice. Finally, a modified and verified technique to predict the ground conditions ahead of a tunnel face during TBM tunneling is proposed.

• Geomechanics and Engineering
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• 제25권4호
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• pp.295-302
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• 2021

Cross-borehole electrical resistivity tomography (ERT) is an effective groundwater detection tool in geophysical investigations. In this paper, an artificial water injection test was conducted on a small clay sample, where the high-resolution cross-borehole ERT was used to investigate the moisture migration law over time. The moisture migration path can be two-dimensionally imaged based on the relationship between resistivity and saturation. The hydraulic conductivity was estimated, and the magnitude ranged from 10^-11 m/s to 10^-9 m/s according to the comparison between the simulation flow and the saturation distribution inferred from ERT. The results indicate that cross-borehole ERT could help determine the resistivity distribution of small size clay samples. Finally, the cross-borehole ERT technique has been applied to investigate the self-sealing characteristics of clay.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
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• pp.92-116
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• 1999

전기, 전자 토모그래피는 전기적인 물성을 이용하여 지하의 고분해능 영상을 획득하는 방법이며 주파수에 의하여 전기비저항, 전자탐사, 레이다 토모그래피로 나뉘어진다. 이들 중 전기비저항, 레이다 토모그래피는 최근 들어 국내에서도 특히 지반조사 분야에서 활발하게 이용되기 시작하고 있다 본 논문에서는, 전기, 전자 토모그래피 법 중 국내에서 사용되는 전기비저항 토모그래피 및 레이다 토모그래피를 포함한 시추공을 이용한 레이다 탐사의 원리 및 적용에 대하여 국내의 탐사 사례를 중심으로 논하였다. 특히 시추공을 이용한 레이다 탐사의 방법론적인 접근에 있어서는, 방향탐지 안테나를 이용한 레이다 반사법 탐사법과 이방성 토모그래피 문제가 석산 탐사 및 지반조사 사례를 이용하여 논의되었다 한편 전기비저항 토모그래피에서는 각종의 전극 배열의 장단점이 논의되었으며, 전기전도도가 높은 시추공 공내수 내에 전극이 위치하기 때문에 발생하는 시추공 효과에 대하여 설명하였다. 대부분의 사례들은 알려져 있는 지질 정보, 시추코아 검층자료, 텔레뷰어 등의 자료와 비교하여 논의하였다.