• 지구물리와물리탐사
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• 제22권3호
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• pp.149-159
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• 2019

암석구성성분검층(중성자-감마스펙트로스코피검층)은 중성자선원의 비탄성산란과 중성자포획 작용으로부터 생성되는 감마선을 측정하여 지층의 원위치 광물조성을 추정할 수 있는 기술이다. 일반적으로 지층의 광물조성 평가는 코어에 대한 X선 회절법, X선 형광분석법 등의 실내 시험자료를 주로 이용하고 있으나 이는 조사 구간의 극히 일부분에 대한 결과이며 특히, 유체의 유동 경로 구간은 주로 파쇄대 및 사질층인데 이 구간들의 코어 회수율이 불량하여 조사 구간 전체에 대한 광물조성 평가는 한계가 있다. 따라서 시추공 전 구간에 대한 원위치 광물조성 추정 기술개발은 지중환경 평가에 중요한 역할을 할 수 있다. 이 기술은 전통, 비전통 저류층 평가를 중심으로 최근까지 장비 개발 및 관련 연구가 활발히 진행되고 있는 분야이지만 몇 개 서비스회사의 독점기술로 자세한 정보 미공개, 다양한 지층 및 인공모형을 이용한 화학-광물학 데이터베이스 구축 문제 등으로 국내 연구에 직접적으로 적용하기에는 어려움이 있었다. 이 해설논문에서는 암석구성성분검층의 기본원리, 시스템 구성, 교정시설, 국외 기 개발된 검층시스템 분석 및 연구개발 동향 등을 통해 해당 기술을 소개하고, 국내 시스템 제작을 위한 기술 적용 방안을 검토하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권8호
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• pp.29-36
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• 2022

최근 지하공간에 대한 개발이 활발히 진행됨에 따라 지중 시설물의 정보에 대한 중요도가 증가하고 있다. 굴착작업을 수행하기 전에 지중 시설물의 위치를 정확히 파악해야 한다. 지표투과레이더(GPR)와 같은 지구물리적 탐사 방법은 지중 시설물을 조사하는데 유용하게 사용된다. GPR은 지반에 전자기파를 송출하며 지반과 다른 매질에 의해 반사되는 신호를 분석하여 지중시설물의 위치와 깊이 등을 파악한다. 그러나 GPR 데이터의 판독은 숙련된 전문가의 주관적 판단에 의존하기 때문에 이를 딥러닝을 통해 자동화하려는 많은 연구가 진행되고 있다. 딥러닝은 학습 데이터가 많을수록 정확한 모델을 만들 수 있으며, 이러한 학습데이터 축적에 있어 수치해석이 좋은 대안이 될 수 있다. 수치해석의 경우 지반의 불균질성을 모사하여 다양한 조건에서의 GPR 탐사 데이터를 생성할 수 있으며, 이를 이용하여 학습모델의 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다. 지반은 불균질하며, GPR 신호는 지반의 다양한 변수로 인해 영향을 받는다. 그러나 이러한 불균질 지반에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 프랙탈 차원수와 지반의 함수비 범위에 따른 GPR탐사 신호특성을 분석하고 불균질한 지반을 모사하기 위한 입력파라미터에 대한 연구를 수행하였다. 프랙탈 차원수가 2.0을 넘어가면 적합곡선에 대한 오차가 크게 감소하는 것으로나타났다. 그리고 분석의 타당성을 확보하기 위해 함수율의 범위가 0.14 미만이어야 한다.

• 대한공간정보학회지
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• 제10권1호
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• pp.19-26
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• 2002

인터넷에 3차원 GSIS 데이터를 제공하기 위해서는 VRML로 3차원 지형을 생성하는 방법과 지형공간정보 데이터의 자동연결 방법에 관한 연구가 필요하다. VRML은 3차원 물체들의 상호관계를 표현하는데 표준적인 언어로서 온라인상에 연결된 가상의 세계를 시뮬레이션할 때 쓰인다. 이는 가상세계를 표현할 뿐만 아니라 파일로 저장하여 웹 이용자들 중의 한사람에게 가상세계를 보여줄 수도 있다. 본 연구에서는 수치지도 데이터, 항공사진, VRML 스크립터로 구성된 VRML모델을 이용하는 인터넷상에서 3차원 GSIS를 제공하는 방법을 보여주고자 한다. 인터넷상에서 3차원 GSIS 제공하는 것과 항공사진들을 이용해서 정밀하게 지도를 제작하는 방법을 알아보며 VRML로 수치지도와 항공사진으로 3차원 영상을 만들기 위해 어떠한 데이터가 가장 효율적인지 비교하였으며 3차원 지형데이터의 인터넷제공 방법에 대해 연구하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2004년도 정기총회 및 제6최 특별 심포지움
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• pp.49-69
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• 2004

문화재 발굴에 있어서 물리탐사의 중요한 역할중의 하나는 효율적이고도 체계적인 발굴을 위하여 지하 천부에 대한 정보를 제공함에 있다고 할 수 있다. 지표 레이다 탐사(GPR)는 지하 천부의 고분해능 영상을 제공하여 줄 수 있기 때문에 고고학 탐사에 있어서 중요한 물리탐사 방법 중의 하나로 인식된다. 역사유물은 지질구조와는 달리 일정한 방향성이 없이 매몰되어 있는 경우가 많으므로 근본적으로 2차원 탐사보다는 3차원 탐사가, 그리고 측선탐사보다는 면적탐사의 개념을 동원하여 탐사함이 바람직하다. 그러나 3차원 GPR 탐사는 매우 조밀하게 측선을 설정하고 대단히 많은 자료를 획득하여야 가능하므로 넓은 지역의 조사에 항상 적용하기란 현실적으로 매우 어렵다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위해서는 효율적인 탐사방법을 고안함이 매우 중요하다. 이 연구에선 부여 가탑리 지역의 백제시대 유적지 발굴조사에 선행하여 3차원 GPR 탐사를 중심으로 한 물리탐사를 수행하였다. 조사의 1차적인 목적은 지하 하부 구조에 대한 고분해능 영상을 제공함으로써 계획된 유적발굴에 도움을 주고자 함에 있었다. 한편 고고학 발굴을 위한 효율적인 지하 영상화 방법을 제공하기 위하여, 다중 채널 안테나와 자동 측량 시스템을 채용한 GPR 자동연속탐사 시스템의 유적지발굴에 대한 효용성을 검증함에 그 부차적인 목적이 있었다. 자료측정의 효율성을 제고하기 위하여 미리 측선을 설정하지 않고 조사영역 내에서 임의의 방향으로 자료를 취득하는 개념을 채택하였다. 이와 같은 시스템을 이용하여 탐사한 결과, 2일 간에 걸친 현장 탐사 결과로써 약 $17,000 m^2$에 걸친 지역에 대한 3차원 탐사자료를 얻을 수 있었다. 또한 미리 측선을 설정하지 않고 자료를 획득하였음에도 불구하고, 전산처리 결과 획득한 지하 영상으로부터 경작지, 수로, 인공 구조물 또는 유물 등의 존재를 알려주는 이상대들을 정밀하게 파악할 수 있었다. 이 연구 사례를 통하여 3차원 GPR 탐사 또한 국부적인 이상대의 규명뿐만 아니라 광역적인 고고학 조사에도 다른 물리탐사와 마찬가지로 쉽게 활용될 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다. 3차원 GPR 탐사가 향후 국내의 문화재 조사에 표준화된 탐사과정 중의 하나로써 적극 활용되길 기대한다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권7호
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• pp.903-913
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• 2007

천부지반에서 레일리파의 군속도와 위상속도 분산곡선을 역산하여 S파 속도구조를 구하는 방법을 비교하였다. 위상속도를 구하기 위해서 ${\tau}-p$ stacking 방법을 이용하였고, 군속도를 구하기 위해서 두 가지 방법, multiple filtering technique(MFT) continuous wavelet transform(CWT) 방법을 사용하였다. 고차모드가 존재하는 경우, 위상속도에서 기본모드와 고차모드를 분리하기가 용이하지 않았고, 군속도에서는 continuous wavelet transform 방법이 multiple filtering technique보다 효과적이었다. S파 속도 역산 결과, 위상속도와 군속도의 기본 모드만 역산할 경우, 신뢰구간의 깊이가 아주 얕았다. Continuous wavelet transform으로 구한 기본 모드와 1차 모드를 동시 역산할 경우, 신뢰구간의 깊이가 2배 이상 증가함을 알 수 있었다. 이는 1차 모드의 에너지가 더 깊은 층을 통과함으로 깊은 층에 대한 5파 속도 정보를 지니고 있기 때문으로 보인다. 위의 방법을 서해안 동호항의 조간대에 적용하여, continuous wavelet transform으로 구한 군속도의 기본 모드와 1차 모드를 동시 역산하여 S파 속도구조를 구하고, 해당 지역의 시추조사 결과와 비교하였다.

• 지구물리
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• 제6권3호
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• pp.165-177
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• 2003

필댐의 안정성 해석에 있어서 누수와 내부침식은 매우 중요한 평가의 한 부분이다 연구대상 지역의 필댐은 내부침식으로 추정되는 댐 상부의 공동발생 및 과대 누수량으로 문제가 발생하여, CGS(compaction grouting system)으로 보강공사를 수행하였으며, 본 보강방법은 주입재료 및 주입압력이 중요한 변수로 작용을 한다. 본 연구에서는 CGS 보강이 필댐의 안정성에 미치는 영향을 CGS보강 전후에 지구물리탐사를 수행하여 해석하였다. 본 조사에 적용된 방법에는 전기비저항탐사, 탄성파 굴절법탐사, GPR탐사, HFMT탐사 등이 적용되었다. 조사결과 CGS 보강으로 댐의 전제척인 거동에 많은 영향을 준 것으로 나타났으며, 주입압력이 과대하여 댐 중심코아에 많은 변위가 발생된 것을 확인할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제41권4호
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• pp.453-464
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• 2008

이 연구에서는 폐탄광 지역에서 발생하는 지반침하와 지하 채굴적 사이의 상관성을 지질, 지하구조, 탄층의 심도와 두께, 지하갱도의 분포 측면에서 분석하고자 하였다. 연구대상 지역은 강원도 삼척시 삼척탄전에 속하며, 채굴적 특성을 고려하지 않은 기존의 연구에서 수치지질도, 수치갱내도, 현장조사보고서 자료와 GIS의 공간분석기법을 적용하여 지반침하 취약성이 높게 분석된 지역에 해당된다. 연구지역에 대한 수치지질도 및 지반안정성 조사 보고서를 기반으로 연구지역내에서 지반침하가 관측된 지역의 분포, 지표 및 지하의 지질구조와 탄층의 분포현황을 분석하였고, 수치갱내도 자료를 이용하여 지하 갱도의 심도 및 중첩분포 현황을 분석하였다. 연구결과, 지표의 암석 강도 저하, 얕은 심도와 두꺼운 층후의 함탄층 존재가 지반침하 발생과 밀접한 관련이 있는 것으로 분석되었다. 또한, 다수의 중첩된 갱도의 분포 및 얕은 심도의 지하 갱도 존재, 단층의 존재 역시 지반침하발생에 영향을 주는 주요인으로 확인되었다. 지반침하 위험지역을 정량적으로 예측함에 있어, 연구결과로 나타난 지반침하 관련 요인을 추가로 데이터베이스화하여 폐탄광 지역별로 적합한 지반침하예측 모델을 구축한다면 폐탄광 지역의 지반침하위험 예측 및 예방에 매우 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 제7회 특별심포지움 논문집
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• pp.43-54
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• 2005

시추공을 이용하여 P파 S파의 속도검층 수행시 여러 고려해야 할 사항이 있다. 토양이나 풍화암등 연약층에 설치한 케이싱이 탄성파 측정에 미치는 영향, 사용되는 주파수에 따라 측정되는 탄성파 속도의 변화 등이 있다. 이러한 과제를 극복하기 위해서는 탄성파시험이 설정된 시추공에서는 가급적 케이싱을 설치하지 않고 공벽을 유지하는 시추 기술을 개발, 적용하도록 하고, 속도검층의 목적에 맞는 주파수 대역의 시험법을 적용하도록 해야 하겠다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.807-814
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• 2004

Land seismic reflection survey has been increasingly demanded in various civil engineering works because of its own ability to delineate layers, water table, to detect cavities or fracture zones, to estimate seismic velocities of each layer. However, our shallow subsurface structures are very complex. The relatively thin layer(mostly soil) to the wavelength directly followed by a basic rock with high impedance used to generate complicated surface waves, kind of channel waves with high amplitude that is dominate in entire seismograms and hence the useful reflection events will be almost hopelessly immersed in the undesired surface waves. Thus, it would seem that the use of traditional seismic survey could not be likely to provide in itself a satisfactory information about our exploration targets. This paper hence introduces an efficient measuring strategy illustrating a properly controlled arrangement of the vertical single force sources commonly used, yielding a very sharply elongated form of P-energy with a minimum of S radiation energy, what we call, P-beam source. Abundant experiments of physical modeling showed that in that way the surface waves could be enormously reduced and the reflection events would be additive and thus reinforced. Examples of field data are also illustrated. The contribution of P-beam source will be great in civil engineering area as well as in general geological exploration area.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권3호
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• pp.89-95
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• 2001

물리탐사분야에서 탄성파 기술의 최종 목적은 지하매질의 공간적 특성을 규명하는데 있으며 이를 위해 전문해석가들은 영상화된 탄성파 자료로부터 이벤트들의 연속성을 검토하여 불연속적인 면을 해석하게 된다 본 논문에서는 지하구조 해석에 사용되는 3차원 탄성파 이미지로부터 불연속면을 자동으로 추출하는 기법을 소개하고 있다. 본 논문에서 소개된 방법은 세 단계를 통해 수행된다. 첫번째 단계는 3차원 자료로부터 이벤트의 연속성을 coherency cube형태로 계산하는 과정이며, 두번째 단계는 이러한 coherency cube 로부터 불면속면의 존재 가능성이 높은 지역을 3차원적인 형상의 이진영상(binary image)으로 표현하는 과정이다. 세번째 단계는 앞에서 얻어진 이진영상으로부터 불연속면의 위치 및 연장성에 대한 정보를 찾는 단계로서 앞에서 얻어진 이진 영상을 세선화 과정을 통해 3차원 평면형태의 불연속면을 결과물로 얻게된다.