지하의 단층들이 지표면까지 도달하지 못하면 단층의 유무를 인지 못하는 경우가 있다. HVSR 분석법으로 지표 면 아래 단층의 존재를 판별할 수 있는지 살펴보기 위해 포항분지 흥해지역 동편의 곡강단층을 통과하는 지역을 선정 하여 연구를 진행하였다. 교차하는 두개의 측선에서 조밀하게 관측한 배경잡음으로 HVSR 분석을 통해 공명주파수를 산정하였다. 연구지역 내 시추 자료의 기반암 깊이 정보와 시추 지역의 공명주파수를 이용해 상관식을 도출한 후 두 측선에서의 공명주파수를 상관식에 적용해 기반암 심도를 산출하였다. HVSR 분석 결과 두 측선에서 기반암 심도가 급 격히 변하는 곳이 있다. 특히 곡강단층 인근에서 공명주파수가 급격히 변화하였고, 기존에 알려진 단층이 없는 지역에 서도 공명주파수와 기반암 심도가 급격히 변화하는 곳이 있음을 알 수 있었다. 이 형상은 이전에 알려지지 않은 blind fault와 관련이 있을 것으로 사료된다. 본 연구는 지표면에서 인식하지 못하는 단층을 식별하기 위한 HVSR 방법의 적 용 가능성을 확인하였다.

관측된 지반진동은 지진원, 지각감쇠 및 지반의 증폭특성 등 3가지 주요 인자로 구성되어 있고 특히 지반증폭 특성은 지진원 및 감쇠특성을 평가할 때 필요하다. 또한 지진재해도를 분석하기 위해 지반의 증폭 특성에 정보가 내진 공학 뿐만 아니라 암반공학적 특성 분석에서 필수적이다. 지반의 증폭특성 분석을 위해 분석대상 관측소와 기준 관측소 지반진동의 수평/수직 비를 이용하는 방법을 적용하였다. 기존의 기준관측소의 수직성분 방법에 더하여 새로이 기준관 측소의 수평성분 방법을 새로이 시도하였다. 본 연구는 예당저수지 인근에 설치한 4개의 관측소에서 관측된 6개의 가 속도 지반진동을 이용하여 각 지반진동의 S파, Coda파 및 배경잡음 각각을 분석한 지반증폭 특성을 상호 비교하였다. 4개 관측소 공통적으로 S파와 Coda파를 이용한 결과는 상호 유사한 지반증폭 특성을 보였다. 다만 배경잡음은 다른 2 개 지진 에너지와 비교할 때 전혀 다른 지반증폭 특성을 보였고 이는 배경잡음의 발생 원인이 관측소 마다 서로 다르 기 때문으로 입증되었다. 4개 각각의 지진 관측소마다 저주파수 및 고주파수 증폭특성과 관측소 고유의 우월주파수가 서로 상이하여 관측소 고유의 증폭특성을 보여주었다. 또한 본 연구의 결과와 다른 방법의 결과와 비교하면 지반의 동 적특성 및 지반분류 연구에 많은 정보를 제시할 수 있다.

본 연구에서는 결정질 기반암에 위치하는 12개 시추공의 지하수 수질을 분석하여, 다변량 통계 분석법을 활용하여 지하수 수질 진화 특성 및 성분 기원을 평가하였다. 지하수 수질 유형은 Na(Ca)-HCO3형과 Ca-HCO3형이 가장 우세하여, 물-암석 반 응에 의한 직접적인 양이온 교환 반응(Ca2+ → Na+)을 지시하며, 현장 지하수 특성과 실내 지하수 분석 결과에 기초한 연구 지역의 지하수 수질 진화는 초기 내지 중간 정도의 단계를 지시하는 것으로 사료된다. 다변량 분석 결과, 인위적인 기원인 NO3 -와 다른 성분들 간의 상관성을 살펴보면, Na+, Cl-와 양의 상관성을 나타난다. 염무의 기원인 Cl-와는 Na+, SO4 2-, Mg2+, K+ 와 양의 상관성을 나타낸다. 그러나 다른 성분들(Ca2+, Fe2+, HCO3 -, F-, SiO2)과는 상관성이 나타나지 않는다. Cl- 농도가 일반 적인 지하수 수질 범위에 포함되고 NO3 - 농도는 먹는물 수질기준치 이하로서 농도가 매우 낮으며, 대부분의 광물에 대해서 지하수 화학성분들은 불포화상태를 지시한다. 따라서, 연구지역의 수질 성분들은 대부분 물-암석 반응을 통한 자연적인 기 원을 지시하고 부분적으로는 자연적인 염무와 농업과 관련된 인위적인 오염으로부터 기인된다.

Spatial variations of a seismic wave are mainly wave passage and wave scattering. Wave passage effect is produced by changed characteristics of exciting seismic input motions applied to the bedrock. Modified input motions travel horizontally with time differences determined by apparent shear wave velocity of the bedrock. In this study, wave passage effect on the seismic response of a structure-soil system is investigated by modifying the finite element software of P3DASS (Pseudo 3-Dimensional Dynamic Analysis of a Structure-soil System) to apply inconsistent (time-delayed) seismic input motions along the soft soil–bedrock interface. Study results show that foundation size affected on the seismic response of a structure excited with inconsistent input motions in the lower period range below 0.5 seconds, and seismic responses of a structure were decreased considerably in the lower period range around 0.05 seconds due to the wave passage. Also, shear wave velocity of the bedrock affected on the seismic response of a structure in the lower period range below 0.3 seconds, with significant reduction of the seismic response for smaller shear wave velocity of the bedrock reaching approximately 20% for an apparent shear wave velocity of 1000m/s at a period of 0.05 seconds. Finally, it is concluded that wave passage effect reduces the seismic response of a structure in the lower period range when the bedrock under a soft soil is soft or the bedrock is located very deeply, and wave passage is beneficial for the seismic design of a short period structure like a nuclear container building or a stiff low-rise building.

본 논문에서는 부지응답 해석 시 통제운동 지점의 전단파속도가 부지응답해석에 미치는 영향을 살펴보았다. 내진설계기준 연구(II)(건설교통부, 1997)에서는 '재현주기별 지진가속도의 작용 위치는 "기본적인 지진재해도는 보통암지반을 기준으로 평가한다."라고 정의하고 있다. 그러나 보통암지반(SB)의 전단파속도 범위가 760m/sec{\sim}1500m/sec로 폭넓게 분포되어 있어, 부지응답 해석 시 통제운동지점의 선택에 따라 해석의 결과에 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 국내의 대표적인 해성퇴적지반층인 인천 및 부산지역의 상세부지조사결과를 바탕으로 1차원 등가선형해석을 수행하였다. 통제운동지점인 기반암 전단파속도에 따른 지층내 가속도의 크기 변화, 그리고 이에 따른 액상화 안전율 변화정도를 살펴보았다. 또한, 해석결과와 외국의 내진설계기준을 바탕으로 국내 내진설계기준의 개선방향에 대하여 살펴보았다.

지음향 모델링은 해저지층을 통한 음파 전달과정을 모형하기 위해 발달해 왔다. 이러한 작업은 음파 전달을 제어하는 지층의 지음향 특성값을 측정 추론 예측한 값을 필요로 한다. 동해안 옥계와 북평지역 연안에서, 해저지층은 제4기층과 함께 제3기 퇴적층, 음향학적 기반암 등으로 구성된다. 옥계 연안지역 해저지층의 기반암은 주로 고생대 평안층군의 암석으로 해석되며, 이 암석의 평균 P파와 S파 속도값은 각각 4276 m/s와 2400 m/s이다. 북평 연안지역 해저지층의 기반암은 주로 고생대 초기 조선누층군의 석회암으로 해석되며, 이 암석의 평균 P파와 S파 속도값은 각각 5542 m/s와 2742 m/s이다.

본 연구는 나주지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성 연구이다. 이를 위해 1차 수계를 대상으로 139개의 하상퇴적물 시료를 채취하였다. 채취된 시료는 실험실에서 자연 건조시켰으며, XRF, ICP-AES, NAA를 이용하여 화학분석을 실시하였다. 기반암에 따른 지구화학적 특성을 알아보기 위하여, 화강암질편마암 지역, 편암류 지역, 화강암류 지역, 사질암 지역, 응회암 지역, 안산암 지역, 유문암 지역으로 분류하였다. 나주지역 하상퇴적물의 지질집단별 주성분원소 평균함량은 SiO2 58.37∼66.06wt.%, Al2O3 13.98∼18.41wt.%, Fe2O3 4.09∼6.10wt.%, CaO 0.54∼1.33wt.%, MgO 0.86∼1.34wt.%, K2O 2.38∼4.01wt.%, Na2O 0.90∼1.32wt.%, TiO2 0.82∼1.03wt.%, MnO 0.09∼0.15wt.%, P2O5 0.11∼0.18wt.%이다. 주성분원소의 평균함량 비교에서 Al2O3와 K2O는 화강암질편마암 지역에서, Fe2O3, CaO, P2O5는 응회암 지역에서, MgO와 TiO2는 안산암 지역에서, Na2O는 유문암 지역에서 높고, SiO2와 MnO 함량은 사질암 지역에서 약간 높다. 미량성분 및 희토류원소의 지질집단별 평균함량은 Ba 1278∼1469ppm, Be 1.1∼1.5ppm, Cu 18∼25ppm, Nb 25∼37ppm, Ni 16∼25ppm, Pb 21∼28ppm, Sr 83∼155ppm, V 64∼98ppm, Zr 83∼146ppm, Li 32∼45ppm, Co 7.2∼12.7ppm, Cr 37∼76ppm, Cs 4.8∼9.1ppm, Hf 7.5∼25ppm, Rb 88∼178ppm, Sc 7.7∼12.6ppm, Zn 83∼143ppm, Pa 11.3∼37ppm, Ce 69∼206ppm, Eu 1.1∼1.5ppm, Yb 1.8∼4.4ppm이다. Pb, Li, Cs, Hf, Rb, Sb, Pa, Ce, Eu, Yb 평균함량은 화강암질편마암 지역에서, Ba, Co, Cr 평균함량은 편암류 지역에서, Nb, Ni, Zr 평균함량은 사질암 지역에서, Sr 평균함량은 응회암 지역에서 높고, Be, Cu, V, Sc, Zn 평균함량은 안산암 지역에서 다른 지질집단에서 보다 높다.

황사 구성 광물의 지질학적 근원을 추적하기 위해, 발원지인 몽골 남부 고비사막 기반암의 광물학적 특성을 분석하였다. 황사 발원지 기반암은 고생대 화산암 및 화산쇄설성 퇴적암, 고생대 화강암류, 중생대 퇴 적암으로 구성되어 있다. 고생대 화산암 및 퇴적암은 매우 치밀하게 고화 및 변형되어 산지를 형성하며, 중 생대 백악기 퇴적암은 고생대 화산암 및 퇴적암으로 이루어진 산맥 사이의 분지를 충전한다. 고생대층 암석은 녹니석과 사장석 함량이 높고, 녹색편암상의 변성작용을 받았다. 중생대 퇴적암층은 녹니석이 드물고, 스멕타 이트, 일라이트-스멕타이트 혼합층, 카올리나이트 등의 점토광물이 풍부하다. 고생대 화강암류에는 각섬석과 흑운모가 특징적으로 함유되어 있다. 발원지 기반암의 광물학적 특성과 비교하면, 황사는 고생대층과 중생대 층 기원 쇄설물의 혼합물이나, 중생대 퇴적암에 더 가깝다. 점토 함량이 높고, 덜 고화된 중생대 퇴적암류는 잘 부스러져 침식되기 쉬운 실트질 표토가 되어 황사 광물 구성에 기여한다.

경기육괴 중부 의암 편마암 복합체에 분포하는 호상편마암에 대해 저어콘 연대 및 희유원소 분석을 진행했으며 분석 결과를 토대로 경기육괴 기반암류 모암의 퇴적시기와 이들의 변성작용 및 변성시기에 대해 검토하였다. 호상편마암의 쇄설성 저어콘은 신시생대와 고원생대 경계 부근(2500-2480Ma)에서 가장 두드러 진 연령 피크를 보이며 이들과 함께 고원생대 중기 시데로스기부터 라이악스기에 해당하는 다수의 연령이 확 인되었다. 쇄설성 저어콘의 가장 젊은 연령 피크는 2070Ma로 확인되었으며 이는 호상편마암 모암의 퇴적 시 기가 적어도 2070Ma 이후였음을 의미한다. 한편, 저어콘 외연부에서 1966 ± 39Ma ~ 1918 ± 13Ma에 해당하는 변성작용 연령이 확인되었으며 오차범위, 불일치도 그리고 평균 제곱 가중편차 값을 고려할 때 1918 ± 13 Ma 가 가장 합리적인 변성작용 시기를 지시하는 것으로 보인다. 이들 저어콘 외연부의 결정화 온도는 690-740℃ 로 확인되었다. 따라서 경기육괴에서는 1880-1860Ma에 일어난 광역변성작용 이전에도 고도의 변성작용이 있 었던 것으로 판단된다.