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      • KCI등재

        물리탐사 기술의 석회암 지반침하 지역 공동탐지 적용성 연구

        박영수,임형래,이명종,손정술,김정호,박삼규,김창렬 한국지구물리탐사학회 2006 지구물리와 물리탐사 Vol.9 No.4

        국내 지반침하의 주요 원인 중의 하나인 석회암 공동에 대한 조사는 단순한 지반침하 원인의 규명 이외에 지반침하 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.

      • KCI등재

        Highly efficient CMP surveying with ground-penetrating radar utilising real-time kinematic GPS

        Onishi Kyosuke,Yokota Toshiyuki,Maekawa Satoshi,Toshioka Tetsuma,Rokugawa Shuichi 한국지구물리탐사학회 2005 지구물리와 물리탐사 Vol.8 No.1

        이 논문의 주 목적은 효율이 높은 공통중간점(CMP) 자료 획득 방법에 대해 서술함으로써, GPR탐사의 적용성을 넓히기 위함이다. CMP 자료 획득의 효율을 높이기 위한 가장 중요한 기술적 혁신은 실시간 이동 GPS(RTK-CPS)를 이용한 GPR 안테나의 위치 연속 모니터링이다. 이 연구에서 제안한 자동 안테나 이동 시스템은 GPR 탐사에서 시간을 가장 많이 요구하는 특정 지점에 안테나를 위치시키는 과정이 필요없기 때문에 탐사 시간 효율이 개선된다. 수치적 실험으로부터 자료획득 효율이 향상됨에 따라 자료의 밀도 및 CMP 중합수가 늘어나는 것을 예측할 수 있었으며, 이는 결과적인 자료의 신호대 잡음비 향상을 초래한다. 현장 적용은 이러한 가설을 입증하였으며, 이 연구에서 제안된 방법을 CMP 방식의 GPR 탐사를 좀 더 실질적이고 널리 사용될 수 있게 한다. 게다가 이 방법은 정밀한 지하수 정보를 제공할 수도 있는데, 이는 CMP 방식으로 얻은 공간적으로 조밀한 유전상수 분포를 물포화도와 갈이 지하수 특성과 관계 깊은 조밀한 물리량 분포로 변환할 수 있기 때문이다. The main purpose of this paper is to describe a highly efficient common mid-point (CMP) data acquisition method for ground-penetrating radar (GPR) surveying, which is intended to widen the application of GPR. The most important innovation to increase the efficiency of CMP data acquisition is continuous monitoring of the GPR antenna positions, using a real-time kinematic Global Positioning System (RTK-GPS). Survey time efficiency is improved because the automatic antenna locating system that we propose frees us from the most time-consuming process-deployment of the antenna at specified positions. Numerical experiments predicted that the data density and the CMP fold would be increased by the increased efficiency of data acquisition, which results in improved signal-to-noise ratios in the resulting data. A field experiment confirmed this hypothesis. The proposed method makes GPR surveys using CMP method more practical and popular. Furthermore, the method has the potential to supply detailed groundwater information. This is because we can convert the spatially dense dielectric constant distribution, obtained by using the CMP method we describe, into a dense physical value distribution that is closely related to such groundwater properties as water saturation.

      • KCI등재후보
      • KCI등재

        Investigation of ground condition charges due to cryogenic conditions in an underground LNG storage plant

        이명종,김정호,박삼규,손정술,Yi Myeong-Jong,Kim Jung-Ho,Park Sam-Gyu,Son Jeong-Sul 한국지구물리탐사학회 2005 지구물리와 물리탐사 Vol.8 No.1

        복공식 시하공동내에 액화천연가스(LNG)를 저장하는 새로운 LNG 저장기술의 타당성을 검증하고 실규모 저장소 건설을 위한 기반기술의 개발을 위하여 액화질소를 저장하는 소규모 시험장을 한국지질자원연구윈 구내에 건설하였다. 액화질소를 지하공동내에 저장함에 따라 공동주변의 암반은 극저온 환경의 직접적인 영향을 받게 되므로, 공동주변에 결빙층(ice ring)의 형성은 물론 지반상태 변화를 수반할 것으로 예상되었다. 이 시험장에서는 지반상태의 변화 규명과 모니터링을 위하여 물리탐사, 수리지질조사, 암반공학 조사 등이 수행되었으며, 특히 시추공 레이다와 3 차원 전기비저항 탐사를 포함하는 물리탐사법을 적용하여 극저온 환경으로 인한 암반내 결빙층의 형성을 탐지하고 지반상태 변화를 모니터링 하였다. 특히, 3차원 전기비저항 탐사자료는 액화질소의 저장 전후에 획득하여 그 결과를 비교하였으며, 3 단계에 걸쳐 획득한 3 차원 전기비저항 영상들로부터 액화질소의 저장에 기인한 뚜렷한 전기비저항 변화 영역을 도출하였다. 저장공동의 동쪽부에서 전기비저항의 감소를 보였으며, 수리지질조사 결과와 저장소 주변의 여러 패턴을 비교, 검토하여 이와 같은 전기비저항의 변화가 지하수 흐름의 변화에 기인하는 것으로 해석하였다. 즉, 극저온의 액화질소에 의한 암반의 동결로 인하여 공동주변의 수리지질조건 및 지하수 흐름에 변화가 발생하는 등, 저장소 가동 이전의 지반상태로부터 뚜렷한 변화를 나타낸 것으로 해석되었다. To investigate the feasibility of a new concept of storing Liquefied Natural Gas (LNG) in a lined hard rock cavern, and to develop essential technologies for constructing underground LNG storage facilities, a small pilot plant storing liquid nitrogen (LN2) has been constructed at the Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (KIGAM). The LN2 stored in the cavern will subject the host rock around the cavern to very low temperatures, which is expected to cause the development of an ice ring and the change of ground condition around the storage cavern. To investigate and monitor changes in ground conditions at this pilot plant site, geophysical, hydrogeological, and rock mechanical investigations were carried out. In particular, geophysical methods including borehole radar and three-dimensional (3D) resistivity surveys were used to identify and monitor the development of an ice ring, and other possible changes in ground conditions resulting from the very low temperature of LN2 in the storage tank. We acquired 3D resistivity data before and after storing the LN2, and the results were compared. From the 3D images obtained during the three phases of the resistivity monitoring survey, we delineated zones of distinct resistivity changes that are closely related to the storage of LN2. In these results, we observed a decrease in resistivity at the eastern part of the storage cavern. Comparing the hydrogeological data and Joint patterns around the storage cavern, we interpret this change in resistivity to result from changes in the groundwater flow pattern. Freezing of the host rock by the very low temperature of LN2 causes a drastic change in the hydrogeological conditions and groundwater flow patterns in this pilot plant.

      • KCI등재

        호주 북주 Victoria주 MT 탐사 자료의 2차원 해석

        이성곤 ( Seong Kon Lee ),이태종 ( Tae Jong Lee ),( Toshihiro Uchida ),박인화 ( In Hwa Park ),송윤호 ( Yoon Ho Song ),( Jim Chll ) 한국지구물리탐사학회 2010 지구물리와 물리탐사 Vol.13 No.4

        호주 Victoria주에서 2007년에 이어 2008년에도 한국, 호주, 일본의 공동연구로서 Victoria주 북부 지역에서 2차로 MT 탐사 자료를 획득하였다. 이 연구의 주 목적은 MT 탐사로부터 얻은 전기비저항 구조로부터 이 지역의 광상 빛 화성 활동과 밀접하게 관련이 있을 것으로 생각되는 이 지역의 지구조 활용에 대한 이해를 높이고자 함이다. 탐사 지역은 호주 남동부의 Tasman 습곡대의 하나인 Lachlan 습곡대에 위치한다. 2008년의 MT 탐사 측선은 2007년도의 측선과 50km 정도 북쪽으로 거의 나란하게 셜계하였으며 획득된 자료에 대해 2차원 역산을 수행하고 지질 구조를 해석하였다. 2차원 역산 결과와 이 지역의 지질자료와 비교 해석한 결과 207년의 MT자료 해석으로부터 확인된 고비저항 및 저비저항대의 공통적인 특정을 새로운 측선에서도 확인할 수 있었으며, 또한 이 지역의 대규모 단층대도 영상화할 수 있었다. 2차원 역산 결과 고비저항대 및 저비저항의 경계가 Stawell Zone과 Bendigo Zone, Bendigo Zone과 Melbourne Zone의 경계를 이루는 Avoca 단충 및 Heathcote 단총대와 정확히 일치하였으며, 또한 Bendigo Zone 내의 단층들이 사일루리아기의 횡압력에 의하여 생성되었음을 암시하는 listric 형태임을 보여주었다. MT soundings were carried out in 2008, in northern Victoria, Australia, as a continuing collaboration research of 2007 between Republic of Korea, Australia, and Japan. The main purpose of this research is to investigate electrical conductivity structure and thus help understanding of tectonic structure in central Victoria, which is believed to be closely linked to mineralization and magmatic processes of this region. The survey area is located in western Lachlan Fold Belts, which is the part of Tasman Fold Belts in southeastern Australia. An MT profile of 2008 is almost parallel to the one of 2007 and approximately 50 km away. The 2D inversion result of MT data also shows that the position of conductivity discontinuity near surface are well matched with the positions of major faults, such as Avoca Fault, which is the structural boundary between Stawell and Bendigo Zones, and l-leathcote Fault Zone, which marks the boundary between Bendigo and Melbourne Zones, It is also confirmed from resistivity image that internal faults in Bendigo Zone are in listric form, which is implied to be formed by structural shortening during compressional orogenic activity in Silurian.

      • KCI등재

        3차원 댐구조가 전기비저항 자료에 미치는 영향

        조인기 ( In Ky Cho ),이근수 ( Keun Soo Lee ),강혜진 ( Hye Jin Kang ) 한국지구물리탐사학회 2010 지구물리와 물리탐사 Vol.13 No.4

        전기비저항 탐사법은 저수지 누수구간 탐지에 매우 효과적이고 실질적인 물리탐사법이다. 일반적으로 저수지 제체의 마루에서 수행되는 전기비저항 탐사는 저수지가 2차원 구조를 갖고 있다고 가정한다 하지만 저수지 제체에서 얻어지는 전기비저항 탐사자료는 저수지의 3차원 지형에 의해 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 유한요쇼법을 사용하는 3차원 전기비저항 탐사 모델링 프로그램을 통하여 저수지의 3차원 구조와 저수지 수위의 변화가 전기비저항 탐사자료에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 측선의 위치에 따른 전가비저항 탐사자를 비교하였으며, 지형보정 기법을 개발하였다. 마지막으로 누수구간이 존재하는 제체에 대한 3차원 모델링 자료에 대하여 2.5차원 역산을 수행하여 2차원 전기비저항 탐사법을 이용한 누수구간 탐지의 가능성올 분석하였다. Resistivity method is a practical and effective geophysical technique to detect leakage zones in embankment dams. Generally, resistivity survey conducted along the crest assumes that the embankment darn has a 2D structure. However, the 3D topography of the embankment distorts significantly resistivity data measured on anywhere of the dam. This study evaluates the influence from 3D etlects created by specific dam geometry and effects of water level fluctuations through the 3D finite element modeling technique. Also, a comparison between different locations of survey line are carried out, and topographic correction technique is developed for the resistivity data obtained along the embankment dam. Furthermore, using synthetic resistivity data for an embankment dam model with leakage zone, detectability of leakage zones is estimated through 2.5D inversion.

      • 전자탐사를 이용한 지하 이상대 영상화

        조인기,김학수,Jo, In-Gi,Kim, Hak-Su 한국지구물리물리탐사학회 2002 지구물리 Vol.5 No.2

        전자탐사는 매우 다양한 탐사 방법론 및 탐사 장비가 개발되어 있으며 그 적용 분야 또한 매우 넓다. 전자탐사는 탐사기법 및 사용되는 기기 즉, 특정 송 · 수신 배열이나 사용 주파수 대역 등에 따라 탐사심도 및 분해능이 서로 다른 결과를 제공한다. 또한 현대의 전자탐사 측정장비는 그 복잡성에 비추어 장비의 이동성이 뛰어나므로 지반조사 및 환경 오염대의 조사와 같은 지반 · 환경 물리탐사에 적용이 용이하다. 비록 전자탐사는 이론이 복잡하지만, 최근 급속한 컴퓨터 기술의 발달에 힘입어 정확한 모델링 및 역산 기법이 지속적으로 개발되고 있다. 여기서는 다양한 전자탐사 방법 중에서 환경분야 및 지반조사에 효과적이고 현재 국내에서 수행 가능한 방법 및 조속한 시일 내에 국내에 도입 가능한 전자탐사법의 원리 및 방법을 간략하게 소개하고 각 방법에 대한 현장자료를 소개한다. Among the geophysical exploration methods, electromagnetic method(EM) has the broadest range of instrumental systems and remarkable range of applications. There are a lot of available techniques and instruments which have different depth of investigation and resolution depending on the operating frequency and source-receiver configuration. Furthermore, it is very easy to apply on the engineering and environmental problems since modern EM equipments are remarkably portable, considering their sophistication. Even though electromagnetic theory is very complex and not easy to understand, rapid avances in recent computer technology have made it possible to conduct accurate forward modeling and inversion of various EM exploration data. Here, we are going to provide brief theoretical principles, survey techniques and case histories of some selected EM methods that can be applied to geotechnical and environmental problems in Korea.

      • Borehole Image Processing System(BIPS)를 이용한 사면 안정성 해석

        유병옥,김병섭,Yu, Byeong-Ok,Kim, Byeong-Seop 한국지구물리물리탐사학회 2002 지구물리 Vol.5 No.2

        일반적으로 사면에 대한 조사방법은 지표지질조사를 실시하여 불연속면의 정보를 획득하는 것이 보편화 된 방법이나 제한된 영역의 정보만을 획득하게 되는 문제점을 가지게 된다. 절취사면에서 활동면 또는 활동가능한 연약한 파쇄대를 추정하는 방법으로 토모그래피, 전기비저항탐사, 탄성파 탐사와 같은 지구물리탐사 방법을 이용하나 최근에 사용된 카메라 장치를 이용하는 방법은 시추공벽의 화상을 촬영하여 직접 육안으로 확인 할 수 있는 방법으로 다른 방법들에 비해 보다 확실히 활동가능면을 찾아낼 수 있는 방법이라고 생각된다. 본 논문에서는 고속도로 현장에서 붕괴가 발생한 사면의 붕괴원인과 활동면을 추정하고 굴착이 되지 않은 대절토 사면의 활동가능성을 예측하기 위해 시추조사를 실시한 후 BIPS(Borehole Image Processing System) 장비를 도입하여 사면내의 활동가능성 예측 및 불연속면 방향에 대한 정보를 획득하여 굴착시의 사면안정 문제를 예견해 보았다. 붕괴가 발생된 사면에서는 활동가능성이 있는 점토층을 확인할 수 있었으며 굴착되지 않은 사면에서는 주절리군의 발달방향이 사면방향으로 경사져 활동가능성이 매우 클 것으로 예상되어 사면에 대한 안정대책을 제시하였다. 특히, 굴착되지 않은 절토사면은 굴착 후에 안정성을 확보하기 위한 사면경사 완화방안은 지형이 급경사를 형성하여 100m 이상의 장대면을 형성하므로 사면을 앵커로 보강하는 방안 및 절토구간을 터널로 변경하는 방안을 제안하였다. Generally, investigation methods of cut slope are conucted only geological surface survey to gain engineering geological data of cut slopes. These methods have many problems such as limitations of investigation for a special area. So geophysical investigations such as geotomography, seismic and electrical resistivity methods have been used to search for failure surface in potential failure slopes or failed slopes. But investigation method using the borehole camera is recently a used method and it is thought that this method is more reliable method than other investigation methods because of being able to see by the eyes. Therefore, this paper was conducted investigations of borings and BIPS(Borehole Image Processing System) to search for potential sliding surfaces and was applied to obtain information of discontinuity on failed and potential failure slope in highway. As the results of BIPS, we could decide potential sliding surface in the slope, conducted to check slope stability and decided slope stability measures.

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        전기비저항 수직탐사 자료의 정규크리깅을 통한 충적층 분포도의 작성

        정연호 ( Yeon Ho Jung ),변중무 ( Joong Moo Byun ) 한국지구물리탐사학회 2007 지구물리와 물리탐사 Vol.10 No.3

        본 연구는 2003년부터 2004년에 걸쳐 대한광업진흥공사에서 수행한 지하수기초조사의 사업지역인 경남 밀양 및 경기 포천의 지역별 충적층 두께 분포 특성을 파악하기 위하여 전기비저항 수직탐사(슐럼버져 배열)에 의해 획득된 충적층 심도 자료에 대하여 지구통계학적 기법인 정규크리깅을 적용하였다. 물리탐사 자료의 적용성 검증을 위하여 물리탐사 자료와 시추공 자료의 상관성분석을 실시하였다. 정규크리깅에 의해 충적층 분포를 이미지화한 결과, 지형이나 유역에 따라 충적층 심도분포가 합리적으로 묘사된 것으로 나타났으며, 따라서, 충적층 심도 분포 파악에 있어서 전기비저항 수직탐사 자료에 의해서도 만족할만한 수준의 결과를 얻는 것이 가능한 것으로 판단된다. In this study, vertical electrical sounding (VES) data and ordinary kriging are used to identify the alluvial depth of each area that Korea Resources Corporation (KORES) conducted groundwater survey at Miryang area in Gyeongsangnam-do and Pocheon area in Gyeonggi-do from 2003 to 2004. To verify the applicability of VES data to ordianry kriging, regression analysis of VES data versus drillhole data is conducted. Comparing the alluvial depth distributions using ordinary kriging with existing drillhole data, the result shows that the depth distributions are reasonably depicted along with the topography and the basin. So, the ordinary kriging of VES data is useful to identify the alluvial depth distributions.

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