물리탐사와 시추자료에 대해 지구통계학적 복합해석 기술을 적용하여 3차원의 암반등급 해석을 수행하였다. 자료 복합 해석을 위한 다양한 지구통계학적 기술 중에서, 본 연구에서는 물리탐사 자료의 값을 추정하고자 하는 지점의 암반등급의 평균치로 치환하는 국소 변이 평균에 의한 단순 크리깅 기술(Simple Kriging with local varying means)을 사용하였다. 암석의 전기비저항 값은 RMR(Rock Mass Rating)값과 양의 상관관계를 갖는 것으로 알려져 있으나 상관 관계 만에 의한 대응방식은 그 양상이 매우 복잡하고 공간적으로 연관되어 있는 경우가 많아 단순히 적용하기 어려운 경우가 많다. 본 연구에서는 전기비저항과 RMR의 일반적 선형 상관관계 외에 지시자 변환(indicator transform)에 의한 비선형 상관관계를 유도하는 방식을 제안하였다. 또한 본 연구에서는 선형 및 비선형 상관관계에 의해 대응된 비저항 값이 실제 RMR과 비교할 때 나타나는 잔차(residual)에 대해 3차원 지구통계학적 분석을 적용하여 이 결과를 상관관계 결과에 추가함으로써 공간적 특성을 반영하는 RMR 평가를 수행할 수 있었다. 사용된 물리탐사 자료는 전기비저항 및 MT(Magnetotelluric) 탐사 자료이며, 총 10공의 시추자료를 통해 획득한 암반등급 값을 이용하였다. 이와 같은 해석은 조사 대상에 대한 광역적 지질조건을 보다 현실적으로 반영하는 암반등급 분포를 만들어내는 것으로 보인다.

지반의 횡파 속도 단면은 주로 다운흘 탄성파 탐사에 의존해 왔으나 최근에 MASW와 같은 표면파 탐사방법과 SCPT와 같은 탄성파 콘 관입시험법 등이 개발되어 사용되고 있다. 본 연구에서는 비고결 퇴적물에서 다운홀 탄성파 탐사, MASW, SCPT 등을 사용하여 횡파 속도 단면을 구하고 이들을 시추조사 결과와 비교하였다. 그 결과 퇴적물상의변화와 횡파 속도 변화는 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었으며, 세 가지 횡파 속도 단면 중 SCPT가 퇴적물상의 변화에 가장 민감하게 반응하는 것을 알 수 있었다. SCPT 결과 퇴적층 내 약 8∼l2m 깊이에 주로 점토질 모래로 구성되어 있는 저속도 층이 있음을 알 수 있었다.

표면파 탐사는 탄성파를 이용한 여러 가지 다른 탐사 방법과 비교하여 독특한 장점들을 가지고 있다. 그러나 이 방법은 최근에 개발되기 시작하여 아직 연구 결과가 많이 축적되지 않은 분야이다. 이 연구에서는 지반 공학적 성질이 서로 다를 것으로 예상되는 여러 지역에서 표면파 탐사자료를 획득하여 그 분산곡선의 특징을 찾아보았다. 또한 분산곡선을 역산하여 S파 속도구조를 구하여 이를 시추조사 결과와 비교하였다. 그 결과 퇴적물상이나 암석상의 변화가 S파속도의 급격한 변화와 관련되어 있음을 확인하였다. 이것은 표면파 탐사법을 이용하여 퇴적물이나 암석의 물리적 성질이 급격하게 변화하는 경계면을 구별할 수 있는 가능성을 시사한다.

1978년에 규모 5.0의 지진이 발생한 홍성지역에 발달한 단층대의 전기, 전자적 특성을 조사하였다. 전기, 전자 탐사는 최근 토목공사현장에서 단층대 및 파쇄대 등의 연약지반을 확인하기 위한 수단으로 널리 쓰이고 있으며 이들 탐사로부터 얻어지는 전기비저항 구조는 연약대의 공간적 분포를 효과적으로 파악할 수 있는 정보를 제공한다. 홍성지역에 위치한 단층대를 가로질러 쌍극자배열 전기비저항탐사와 MT (Magnetotelluric) 탐사를 실시하였으며 역산을 통해 단층대의 전기비저항의 분포를 추정하였다. MT 탐사는 주단층대를 가로지르는 2.9 km의 측선상의 18측점에서 실시하였으며, 자기쌍극자를 인공 송신원으로 사용하였다 전기탐사는 단층대를 측선의 중앙으로 하여 전극간격이 50 m인 쌍극자배열전기비저항 탐사를 실시하였다. 두 탐사 결과는 예상단층선을 따라 좌우지역의 전기비저항이 서로 다른 양상으로 발달하고 있음을 보여주고 있으며, 특히 예상단층선을 따라서는 뚜렷한 저비저항대가 깊게 발달해 있음을 보여주고 있다. 홍성지역의 단층대에서 낮은 전기비저항분포를 보이는 부분이 수직으로 잘 발달해 있다는 것은 최근에 두 차례의 지진이 발생한 것처럼 이 지역 단층이 활동 중인 단층이라는 사실과 일치하는 결과를 보여주는 것이다. 본 연구 성과는 앞으로 홍성단층 뿐만이 아니라 우리나라에서 발생하는 지진들에 대한 연구에 기초 자료를 제공할 것이라 기대된다.

지진 발생시 건축물의 내부상태를 탐사하는데 있어 콘크리트 구조물의 두께, 철근의 피복깊이, 공동의 유무를 탐사하게 되고, 이것을 통해 건축물의 손상을 추정할 수 있다. 이때 콘크리트 내부를 탐사하는 방법으로 지중 탐사 레이더(ground penetrating radar)가 효과적으로 이용될 수 있다. 기존의 레이더 측정 방법에서는 콘크리트 내부를 탐사하기 위해 시간영역에 있는 데이터로 콘크리트의 유전상수를 구하고 시간을 거리로 환산하여 육안 식별에 의해서 결과를 분석하였다. 본 연구에서는 콘크리트 시편을 측정한 후 측정된 데이터를 주파수 영역으로 변환하여 스펙트럼 분석과 필터링을 통한 방법으로 신호 처리하여 시간영역에서의 데이터 분석능력을 향상 시켰다. 데이터 획득을 위해 주로 사용되는 900MHz, 1GHz, 그리고 1.5㎓ 중심 주파수를 갖는 세 개의 안테나를 사용하여 철근시편을 탐사하였다. 주파수 영역에서 차단 주파수(cutoff frequency)를 1/3 옥타브에 의하여 변화시키면서 저역 통과, 고역 통과, 그리고, 대역 통과 등의 필터링을 하였고, 각각의 중심 주파수에 대한 가장 효과적인 차단 주파수를 찾으려고 했다. 차단 주파수의 범위는 최대 하위 2옥타브에서 상위 1옥타브와 최소 하위 2옥타브에서 하위 1옥타브가 적합하였고, 주파수 영역에서 필터링을 통해 콘크리트 내부 정보 분석력 향상을 위한 토대를 마련하였다.

유성일대 화강암, 팔당일대 호상 편마암 및 사북일대 퇴적암 지역에서 동탄성계수와 탄성파 속도와의 관계를 밝히기 위하여 완전파형음파검층을 통해 이들 암상에서 탄성파 P파와 S파 속도를 측정하였다. 또한 유성일대 화강암과 팔당일대 편마암 지역에 대해서는 일축압축강도와 포아송비를 실내시험에서 측정하였다. 실내실험 자료에서는 팔당 호상편마암 지역의 탄성파 P파 및 S파 속도가 유성의 화강암 지역보다 높게 나타난 반면, 포아송비가 낮은 값을 보이므로 포아송비의 증가함에 따라 탄성파 P파 및 S파 속도가 감소하는 상관관계를 보였다. 완전파형음파검층을 통하여 얻어진 동탄성계수는 동체적탄성계수와 동전단탄성계수에 비하여 높은 값을 보인다.

지하의 공동탐사에 효과적인 지구물리탐사 기법에 대해서 연구하기 위하여 제주도 만장굴을 대상으로 복합적인 지구물리탐사를 수행하였다. 이번에 사용한 방법은 탐사장비나 야외작업이 비교적 경제적이면서도 지하 공동에 의한 반응을 잘 보여줄 것으로 기대되는 중력, 자력, 전기 비저항, GPR(지하레이더) 탐사 등이다. 현지의 탐사여건을 고려하여 7개의 측선을 선정하고, 각 측선별로 몇 종류의 탐사를 복합적으로 실시하였다. 자력탐사의 경우는 2차원 격자형탐사도 함께 수행하였다. 각 탐사자료상에는 탐사법에 따른 여러 특징들이 잘 나타나고 있어, 그 효용성을 비교 분석할 수 있었다. 이번에 사용한 방법 중 동굴 탐사에 가장 효과적인 탐사법은 전기비저항탐사로 나타났으며, 쌍극자-쌍극자 배열법은 2차원적인 고비저항대로 나타나는 동굴의 존재를 잘 보여준다. 중력, 자력 탐사의 결과는 화산암 지역에서 나타나는 다양한 잡음의 영향으로 동굴의 위치나 규모를 해석해 내기가 쉽지 않지만, 전기비저항탐사 자료에서 인지되는 동굴의 위치와 규모가 적절한지를 검증하는 데에 효과적으로 이용될 수 있었다. 한편, 2차원 격자형 자력탐사 자료는 동굴의 경향성을 잘 보여주므로, 정밀 탐사측선을 결정하는데 유용하다. GPR탐사 자료에는 천부에 존재하는 미세한 틈새들과 소규모 공동들에 의한 반응이 강하게 나타나 상대적으로 심부에 위치하는 주동굴의 존재를 확인하기는 힘들었다. 이번 연구의 결과는 제한 된 수의 탐사법만을 적용하였기 때문에 어떤 결정적인 결론을 내리기는 어렵지만, 지하 동굴의 경우는 복합적인 탐사를 수행하고 그 자료들을 상호보완적으로 사용함으로써 해석결과의 신뢰도를 높일 수 있는 것으로 나타났다.

콘크리트 구조물이 지진 등으로 손상을 입었을 때 그 내부 상태를 파악하는 일은 구조물의 안전성 판단에 필요한 중요 과정중 하나이다 손상도 파악에 사용되는 비파괴 검사 방법 중 레이더법은 현재 콘크리트 부재의 두께와 매립된 철근 및 공동 탐사에 적용되고 있다 레이더법은 다른 비파괴 검사 방법에서와 마찬가지로 측정된 신호의 처리와 해석에 따라 그 결과가 좌우된다 . 이논문에서는 상용 레이더 시스템에서 얻어지는 화상 데이트터를 개선하는 방법을 개발하여 철근이 매립된 콘크리트 시편에 적용하였다 실험에 사용된 기편의 크기는 1,000mm(길이)\times600mm (폭) \times140mm(두께) 이고 철근의 매립깊이는 표면으로부터 철근 중심까지 60mm 이다 레이더 실측 실험에서 철근의 수평배근 간격을 60 90, 120, 150 mm 로 변화시켜 간격탐사가능성을 시험하였다 결과적으로 상용 시스템에 비해 샹상된 판별효과를 나타냈으며 배근 간격이 90, 120, 150mm 인 시편에서 그 간격을 정확히 찾아내었다.

레이더법은 건축구조물에 대한 비파괴 검사의 대표적인 방법의 하나이다. 레이더법을 이용하는데 영향을 주는 요인들을 연구하고, 레이더로 측정된 결과들을 분석하기 위해서는 전자기파의 전파에 대한 수치적인 모델링을 통한 이론적인 접근이 필요하다. 콘크리트 시편에 전파되는 전자기파를 모델링 하기 위해 유한차분 시간영역법을 적용하고자 한다. 유한차분 시간영역법은 전자파 해석과 모델링을 통한 시뮬레이션에 매우 유용한 방법이다. 본 연구에서는 유한차분 시간영역법을 이용하여 두께가 다른 4개의 시편과 두께는 100로 동일하고 피복두께가 다른 3개의 시편을 3차원으로 모델링 하였다. 두께 측정 모델링 결과에서는 계산영역의 셀간격과 입사파의 파장/콘크리트 시편의 두께값이 모델링의 정확성에 미치는 영향을 알 수 있었다. 철근이 있는 시편의 모델링에서는 0.08%0.5%의 오차로 철근의 위치를 확인할 수 있었다.

In the Sosan reclamation land constructed by Hyundai Co,1984, the basic soil test and electric resistivity survey are carried out for the soft grounds around Tee and Kkot islands composed of tuffbreccia, and granite, respectively. The soil of soft grounds are classified as sandy clay(SC) and sandy silt(SM) in the Tee island, and as sandy silt(SM) in Kkot island according to the unified standard classification system. The vertical distribution of the electric resistivity is identified 4 layes with the value 30∼224 Ωm, 3∼59 Ωm, 0.15∼1.5 Ωm, 110∼1280 Ωm(Tee island:112∼122 Ωm, Kkot island:1260∼1283 Ωm), and the layers are interpreted as aeration layer, freshwater saturated layer, seaweater saturated layer, weathered layer, and basement rock respectively. The electric resistivity value decreases with increase of salinity, and pore water and clay mineral content.

A magnetic survey was carried out at the Barton Peninsula in King George Island, Antarctica. To analyze geological features in the study area, several filtering methods in 2-dimensional wavenumber domain were used. The Barton Horst associated with volcanic activities is well revealed on the low-pass filtered anomaly map. Possible existence of small volcanic plugs or, presumably, mineralized zones are apparent at northern parts and south-western part by reduction-to-the-pole and pseudo-gravity filtering. On the 1st vertical derivative and directional filtered anomaly maps, the geological boundaries on the surface are well identified, and fault strikes along E-W or NW-SE direction appeared to be mostly dominant throughout the study area. Density and susceptibility mapping were performed using the inversion method. The apparent densities of tuffaceous rocks distributed in the southern parts and those of quartz-diorite or crystal tuff in the northern parts were computed as values up to about 2.69 g/㎤ and 2.73 g/㎤, respectively, and the apparent susceptibilities of those rocks are appeared to be about 250 × 10^(-6) CGS and 1870 × 10^(-6) CGS, respectively. These results are in accordant with those of samples measured by Garrett(1990). Therefore, it is concluded that the studied area of the Barton peninsula has been influenced by crustal movement associated with active volcanism and the surface lithology is extended to the considerable depth.

In most marine seismic refraction studies using shots detonated near the sea surface, the location of receivers and shots are usually assumed to be located at the point of deployment and the shot times are accurately known. In the case of bottom shots and receivers, however, the above assumption can be led to big errors in the shot and receiver positions. The errors in the shot and receiver positions can cause severe distort in the interpretation of deep ocean refraction studies. In this study, an inversion algorithm has been developed to reduce the errors in the shot and receiver position. The inversion method has been used to obtain the shot and receiver positions and the shot origin times of a deep ocean refraction seismic experiment which was performed near the Juan de Fuca ridge in 1985. The comparison of two seismic record sections, one using the initial shot and receiver positions and the other using the shot and receiver positions obtained by the inversion algorithm, shows that the seismic signals emerges much more gradually in the latter. This indicated that the posotions of shots and receivers should be relocated using some inversion methods for better interpretation of deep marine seismic refraction studies.