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        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.

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        공간 모델링을 이용한 자기지전류 탐사의 전자기 잡음 예측

        이춘기,권병두,이희순 한국지구물리탐사학회 2005 지구물리와 물리탐사 Vol.8 No.4

        자기지전류 탐사의 적용에 있어 인공잡음의 영향은 탐사의 승패를 좌우하는 중요한 요소이며 인공잡음의 영향을 최소화할 수 있는 탐사의 설계와 자료처리가 요구되고 있다. 이 연구에서는 수치공간자료를 이용한 공간모델링을 통 해 MT 주파수 대역에서의 잡음을 예측하고 실제 탐사 자료와 비교분석하여 MT 잡음 모델링의 가능성을 살펴보았다. 수치지도로부터 추출된 잡음원일 가능성이 높은 건물, 도로, 고압 송전선에 의해 발생하는 전자기장의 강도를 지하매질의 전기전도도에 따른 전자기파의 전파 특성을 고려하여 예측하는 잡음모델을 제안하였다. 제안된 잡음모델로부터 예측된 잡음 파워와 실제 탐사를 통해 측정된 MT 자료와의 상관도 분석을 수행한 결과, 전반적으로 전기장에서는 넓은 주파수 대역에서 높은 상관관계를 보이는 반면 자기장은 60 Hz 부근의 대역에서만 상관관계를 가진다. 이 연구에서 제안된 공간 모델링을 통한 잡음 예측은 특히 고도로 산업화되어가는 도시 주변지역에서의 MT 탐사를 수행하는데 있어 유용한 정보 를 제공할 수 있을 것이다

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        유적지 발굴을 위한 효율적 3차원 GPR 탐사

        김정호,박삼규,손정술,조성준,이명종 한국지구물리탐사학회 2005 지구물리와 물리탐사 Vol.8 No.4

        역사유물은 지질구조와는 달리 일정한 방향성이 없이 매몰되어 있는 경우가 많으므로 고적지 탐사를 위해서는 근본적으로 2차원 보다는 3차원 물리탐사가 바람직하다. 그러나 3차원 GPR 탐사는 매우 조밀한 측선설정과 아울러 대 단히 많은 자료를 획득하여야 하므로 자력, 전자탐사와 같이 유적지 탐사에 많이 응용하는 다른 탐사방법에 비하여 상대 적으로 현장탐사기간이 길어질 뿐만 아니라 많은 경비가 소요된다. 이 연구에서는 두 조의 송, 수신 안테나와 안테나 이 동 궤적을 연속적으로 자동 기록할 수 있는 측량 시스템을 이용하여 소규모의 3차원 GPR 자동연속 탐사 시스템을 구성 하였다. 3차원 측선을 미리 측량함 또한 상당한 기간과 경비가 소요되므로 미리 설정하지 않은 임의의 경로를 따라 자료 를 취득하는 개념을 도입하였다. 이와 병행하여 개발한 자료취득 시스템으로 획득한 자료를 효율적으로 전산처리하고 영 상화하는 소프트웨어 또한 개발하였다. 개발한 시스템을 이용하여 부여 외곽 백제 유적지로 추정되는 지역에서 3차원 GPR 탐사를 수행하였다. 약 17,000 m2에 걸친 지역의 3차원 GPR 탐사에 약 6 시간의 현장작업시간이 소요되었으며 이 는 개발한 시스템의 효율성을 입증한다. 미리 설정한 격자망 측선이 아닌 임의의 측선 경로를 따라 자료를 획득하였음에 도 불구하고 고분해능 3차원 지하 영상의 획득이 가능하였으며, 이로부터 경작지, 수로, 인공 구조물 또는 유물 등의 존 재를 알려주는 이상대들을 파악할 수 있었다. 이 연구를 통하여, 3차원 GPR 탐사 또한 국부적인 이상대의 규명뿐만 아 니라 광역적인 유적지 조사에도 다른 물리탐사와 마찬가지로 쉽게 활용될 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다.

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        PXI를 이용한 다목적 물리탐사 측정 시스템

        김정호,정지민,조성준,성낙훈 한국지구물리탐사학회 2005 지구물리와 물리탐사 Vol.8 No.3

        현장 물리탐사 수행 시 상용화된 장비로는 탐사 대상 매질의 물성, 대상체의 크기, 모양 등의 탐사목적 및 현장여건에 의해 탐사가 불가능 하거나 탐사 목적에 맞는 분해능을 얻지 못하는 경우를 종종 만나게 된다. 이러한 다양한 현장 조건 및 탐사 목적에 효과적으로 적용할 수 있는 다목적 물리탐사 측정 시스템을 개발하였다. 이 다목적 측정 시스템은 PXI를 기반으로 하며 A/D 변환기 또는 GPIB 인터페이스를 이용한 측정 장치를 통해 신호를 측정하게 되며 확장성이 커 다양한 문제에 적용이 가능하다. 구성된 측정 시스템을 이용하여 시추공 레이다 탐사 시스템과 시추공 초음파 탐사 시스템, 전자기적 잡음 측정 시스템을 구축하였다. 시추공 레이다 탐사 시스템은 네트워크 분석기를 GPIB를 통해 제어하고 현장 조건에 따라 임의로 안테나의 길이 조절이 가능한 스텝 주파수 레이다 탐사 시스템이며, 시추공 초음파 탐사 시스템은 압전 송수신기 센서, 고출력 송신기와 A/D 변환기로 구성되어 시추공 내에서 초음파를 이용하여 착맥된 지하공동의 범위를 측정하기 위해 구성된 시스템이며, 전자기적 잡음 측정 시스템은 3개의 자기장 센서와 2개의 전기장 센서 그리고 A/D 변환기로 구성되며 임의로 측정시간과 샘플링 주파수의 조절이 가능하고 임의의 시간에 예약 측정이 가능한 시스템이다. 시추공 레이다 탐사 시스템은 상용 시스템으로 불가능했던 지하공동의 넓이와 지장물을 찾는 탐사에서 효과적인 결과를 보여주었으며, 시추공 초음파 탐사 시스템도 지하공동의 넓이를 측정하는 실험에서 가능성을 확인할 수 있었다. 한편 전자기적 잡음 측정 시스템을 이용하여 도심지 내 전자기적 잡음특성을 파악할 수 있었으며, 이를 변형하여 전기비저항 탐사 시 사용되는 다양한 케이블에 대한 케이블 내의 전자기적 유도 현상 및 그에 따른 신호 왜곡을 규명하는 실험에 적용하여 시스템의 확장성을 확인하였다.

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        전기비저항 탐사에서 전위감쇠곡선의 거동특성

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

        전기비저항 탐사자료는 각종 잡음에 노출되어 있으므로 역산에 앞서 적절한 자료편집과정이 요구된다. 전기비저항 탐사자료의 편집은 주로 겉보기 비저항 가단면도상에서 지나치게 높거나 낮은 값을 보이는 자료나 쌍극자배열의 팔자형 효과를 위배하는 자료를 제거하는 방법이 널리 사용되고 있다. 또한 보다 정밀한 편집을 위하여 전위감쇠곡선을 이용 하기도 한다. 본 연구에서는 3차원 이상체가 존재할 때, 전기비저항 탐사에서 널리 사용되는 단극배열, 단극-쌍극자 배열 빛 쌍극자배열에 대한 전위감쇠곡선의 거동 특성을 분석하고, 그 정당성에 대하여 재검토하였다. Resistivity data should be edited before the inversion because resistivity data are contaminated by a loi of noise. Generally, outlier or data violating pants-leg effect in dipole-dipole array were used to be nected in the apparent resistivity pseudo-section. For more precise data editing, normalized voltage curves are used. In this study, we analyzed the behavior of normalized voltage curves for pole-pole, pole-dipole and dipole-dipole arrays in the presence of three- dimensional inhomogeneities, and finally re-examined (he validity of normalized voltage curves in the editing process of resistivity data.

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      • 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.

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