현장 및 실내 측정 탄성파 속도에 근거한 암반평가 기준에 대한 고찰

이강녕(Kang Nyeong Lee),박연준(Yeon Jun Park) 한국암반공학회 2017 터널과지하공간 Vol.27 No.4

이 연구에서는 국내 토목현장에서 수행된 하향식 탄성파탐사 및 굴절법 탄성파탐사 자료(177개)와 시추조사 시료(1,035개)에 대해 연암과 경암(보통암 포함)으로 분류한 후, 건설표준품셈과 지반조사표준품셈의 탄성파속도에 의한 암반분류 기준을 비교하였다. 현장에서의 하향식 탄성파탐사 및 굴절법 탄성파탐사에 의한 탄성파속도는 연암의 경우 1,400∼2,900 m/s의 범위로 건설표준품셈 A그룹(1,200∼1,900 m/s)과 지반조사표준품셈(1,200∼2,500 m/s)의 기준보다 빠르게 나타났으며, 보통암과 경암의 경우 2,300∼3,800 m/s의 범위로 기준범위와 유사하게 나타나는 것으로 나타났다. 실내암석시험에서 구해진 연암과 보통암∼경암의 탄성파속도 또한 현장 탐사 결과와 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 암반 탄성파 속도와 품셈간의 상이점을 품셈이 절대적으로 옳다는 관점에서 본다면, 현장 탄성파 속도의 경우 하부지반의 영향을 받아 속도가 빨라지는 것과 실내암석시험의 경우에는 연암구간에서의 시료선별 시 무결암의 선별에 의한 것으로 여길 수 있다. 반대로 상이점의 원인을 품셈에 오류가 있는 것으로 본다면, 품셈상의 지층경계가 점이적이지 않은 뚜렷한 경계가 인위적으로 설정된 점, 지질 양상이 다른 외국의 기준을 그대로 차용하여 사용한다는 점, 품셈상 지층의 탄성파 속도에 대한 독립된 검증이 이루어지지 않은 점 등의 문제가 있음을 알 수 있다. 이 연구에서는 현장에서의 향후 이러한 검증 연구를 제안하며, 널리 쓰이는 품셈에 의한 지층분류에는 내포된 문제가 있음에 대한 인식이 중요하다. Seismic velocities measured from in-situ tests (n=177) and through rock core samples (n=1,035) are reviewed in light of construction standards, widely used standards as a first-hand approximation of rock classification solely based on seismic velocities. In-situ down hole tests and refraction survey for soft rocks showed seismic velocities of 1,400∼2,900 m/s which is faster than those specified in construction standards. For moderate∼ hard rocks, in-situ down hole tests and refraction survey showed 2,300∼3,800 m/s which roughly corresponds with the range specified in the construction standards. A similar trend is also observed for seismic velocities measured from rock core samples. The observed differences between construction standards and seismic velocities can be explained in two ways. If construction standards are correct the observed differences may be explained with seismic velocities affected by underlying fast velocities and also possibly with selection of intact cores for velocity measurement. Alternatively, construction standards may have intrinsic problems, namely artificial discrete boundaries between soft rocks and moderate rocks, application of foreign standards without consideration of geologic setting and lack of independent verification steps. Therefore, we suggest a carefully designed verification studies from a test site. We also suggest that care must be exercised when applying construction standards for the interpretation and accessment of rock mass properties.

자동・연속 측정장치를 이용한 석모도 지표 암석의 탄성파 속도 특성 분석

이상규,이태종,성낙훈 한국자원공학회 2010 한국자원공학회지 Vol.47 No.5

Continuous measurements of seismic velocity for the rock samples from Seokmo Island has been carried out. The designed system can measure the seismic velocity of rock samples automatically and continuously. It shows very good accuracy and enables us to study the velocity variations due to temporal changes in degree of saturation and temperature. Saturation of the rock samples causes general increase of P-wave velocity and a relatively small change in S-wave velocity, and the saturation effect shows exponential decrease with respect to porosity increase. Though higher density generally shows higher velocity, the correlation is very weak. Velocity, thermal conductivity, and quartz contents showed close linear relationship as expected. High temperature generally causes the velocity decrease, but some of the rock samples containing microcline shows velocity increase. 석모도 암석시료에 대하여 탄성파속도를 측정하고 그 특성을 분석하였다. 고안된 탄성파 속도 모니터링 시스템은 자동・연속측정과 정확한 속도측정이 가능하고, 이를 이용함으로써 함수율의 변화, 온도의 변화에 따른 탄성파 속도의 변화에 대한 고찰이 가능하였다. 암석이 포화됨에 따라 일반적으로 P파 속도는 증가하였으며 S파 속도의 경우는 그 변화가 상대적으로 작았다. 또한 포화에 따른 탄성파속도의 변화는 공극률에 반비례하여 공극률이 클수록 그 변화량은 지수함수적으로 감소하여 나타났다. 밀도는 대체로 탄성파속도에 비례하여 나타났으나 그 상관도는 낮다. 열전도도와 석영함량 그리고 탄성파 속도는 예상할 수 있듯이 서로 비례하는 관계를 보인다. 고온은 주로 탄성파속도의 감소를 야기하지만 몇몇 미사장석(microcline)을 함유한 암석의 경우 속도의 증가로 나타났다.

해양 다성분 탄성파 자료를 이용한 가스하이드레이트 유망지역의 BSR 상하부 S파 속도 도출

김병엽,변중무,Kim, Byoung-Yeop,Byun, Joong-Moo 대한자원환경지질학회 2011 자원환경지질 Vol.44 No.3

가스하이드레이트 부존량 평가에 있어서 해당 부존 지역의 S파 속도 정보는 암상과 공극유체의 정보를 파악하는데 결정적인 역할을 한다. 만일 퇴적층 내에 가스하이드레이트가 존재한다면 이 층에서의 P파 속도와 S파 속도는 동시에 증가하게 되며, 그 하부에 자유가스가 존재하는 경우 P파의 속도는 감소한다. 하지만 S파의 경우 공극을 채우고 있는 유체의 영향을 받지 않고 순수하게 매질을 통해서 진행하므로 하이드레이트 층의 하부에 자유가스층이 존재한다고 해도 그 속도가 변하지 않거나 오히려 매질의 영향으로 그 속도가 증가한다. 본 연구에서는 이러한 특성을 확인하기 위해 울릉분지의 가스하이드레이트 유망지역 중 탄성파 단면상에서 BSR(해저변 모방 반사면)이 강하게 분포하는 한 지점에서 한국지질자원연구원이 2009년 5월에 OBS(해저면 탄성파 기록계)를 이용하여 취득한 해저면 다성분 탄성파 자료를 이용하여 가스하이드레이트 부존 심도 부근의 P파 빛 모드전환 S파의 속도를 구하였다.OBS의 하이드로폰(hydrophone) 성분에 기록된 P파 자료를 이용하여 탄성파 주시 역산법을 수행하여 P파 속도 및 섬도 구조를 도출하였다. 해당지역에 취득한 2차원 반사법 탐사 자료는 기본 전산처리를 통해 구한 탐사지역의 기본 층서모델을 초기모델로 삼았다. 여기에 수평 2성분 지오폰(geophone)에 기록된 자료의 극성 분석을 통해 S파의 에너지가 최대로 모인 radial 성분 단면도를 생성하고 여기서 발췌한 주요 S파 이벤트의 주시를 이용해 포아송 비 정모델링을 수행하여 OBS가 위치한 지점에서의 포아송 비와 S파 속도구조를 최종적으로 도출하였다. 본 연구를 통해 탐사지역의 가스하이드레이트 존재로 인한 BSR 상하부 층의 P파 속도 역전 현상과 P파와는 달리 BSR 상부에서 히부로 갈수록 S파의 속도가 약간 증가하는 경향을 보여 결과적으로 자유가스층의 존재로 인한 BSR 하부에서 포아송 비 감소현상이 뚜렷함을 확인하였다. S-wave, which provides lithology and pore fluid information, plays a key role in estimating gas-hydrate saturation. In general, P- and S-wave velocities increase in the presence of gas-hydrate and the P-wave velocity decreases in the presence of free gas under the gas-hydrate layer. Whereas there are very small changes, even slightly increases, in the S-wave velocity in the free gas layer because S-wave is not affected by the pore fluid when propagating in the free gas layer. To verify those velocity properties of the BSR (bottom-simulating reflector) depth in the gas-hydrate prospect area in the Ulleung Basin, P- and S-wave velocity profiles were derived from multi-component ocean-bottom seismic data which were acquired by Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (KIGAM) in May 2009. OBS (ocean-bottom seismometer) hydrophone component data were modeled and inverted first through the traveltime inversion method to derive P-wave velocity and depth model of survey area. 2-D multichannel stacked data were incorporated as an initial model. Two horizontal geophone component data, then, were polarization filtered and rotated to make radial component section. Traveltimes of main S-wave events were picked and used for forward modeling incorporating Poisson's ratio. This modeling provides S-wave profiles and Poisson's ratio profiles at every OBS site. The results shows that P-wave velocities in most OBS sites decrease beneath the BSR, whereas S-wave velocities slightly increase. Consequently, Poisson's ratio decreased strongly beneath the BSR indicating the presence of a free gas layer under the BSR.

서울⋅경기지역 화강암의 탄성파속도와 탄성계수에 의한 암석의 일축압축강도와의 상관성 연구

손인환,김병국,이벽규,장승진,이수곤 한국재난정보학회 2019 한국재난정보학회 논문집 Vol.15 No.2

연구목적: 본 연구에서는 서울 ․ 경기지역의 화강암을 대상으로 시추조사 시 채취된 암석 시료에서 측정된 물리적 특성 중 탄성파속도와 탄성계수로부터 암석의 일축압축강도와의 상관성을 분석하여 암석의 일축압축강도를 추정하는 것을 목 적으로 한다. 연구방법: 119개의 화강암 시추 코아 시료를 대상으로 탄성파 속도와 탄성계수 그리고 일축압축강도와의 상관관계를 도출하 기 위하여 실내 암석 실험을 실시하였다. 연구결과: 화강암에 대하여 탄성파속도와 일축압축강도 그리고 탄성계수와의 상호 관계를 단순회 귀와 다중회귀로 분석한 결과는 전반적으로 관계식에 나타난 것처럼 신뢰도가 낮음을 확인하였다. 이는 화강암의 구성 입자가 균질하지 못 하여 탄성파속도와 탄성계수를 이용한 압축강도 추정에 대한 활용성이 낮은 원인으로 사료된다. 결론: 본 연구에서 암석의 탄성파속도와 탄 성계수로부터 일축압축강도를 추정하기 위한 상관관계를 분석하기 위하여 단순회귀분석과 다중회귀분석 방법을 이용하였다. 단순회귀분 석은 결정계수(R2)가 0.61~0.67 이었으며 , 다중회귀분석은 0.71로 나타났다. 따라서 다중회귀분석을 이용하여 암석의 일축압축강도를 추 정할 때 다소 신뢰성이 높아질 수 있다. 또한, 향후 탄성파 속도와 탄성계수를 이용한 암석의 일축압축강도를 추정할 때 다양한 통계분석 기 법(회귀분석, 인공신경망, 빅데이터 분석 등)을 활용하면 보다 신뢰성이 높은 결과를 얻을 수 있을 것으로 본다. Purpose: The purpose of this study is to attain the correlation analysis and thereby to deduce the uniaxial compressive strength of rock specimens through the elastic wave velocity and the elastic modulus among the physical characteristics measured from the rock specimens collected during drilling investigations in Seoul and Gyeonggi region. Method: Experiments were conducted in the laboratory with 119 granite specimens in order to derive the correlation between the compressive strength of the rocks and elastic wave velocity and elastic modulus. Results: In the case of granite, the results of the analysis of the interaction between the compressive strength of a rock and the elastic wave velocity and elastic modulus were found to be less reliable in the relation equation as a whole. And it is believed that the estimation of the compressive strength by the elastic wave velocity and elastic modulus is less used because of the composition of non-homogeneous particles of granite. Conclusion: In this study, the analysis of correlation between the compressive strength of a rock and the elastic wave velocity and elastic modulus was performed with simple regression analysis and multiple regression analysis. The coefficient determination (R2) of simple regression analysis was shown between 0.61 and 0.67. Multiple regression analysis was 0.71. Thus, using multiple regression analysis when estimating compressive strength can increase the reliability of the correlation. Also, in the future, a variety of statistical analysis techniques such as recovery analysis, and artificial neural network analysis, and big data analysis can lead to more reliable results when estimating the compressive sterength of a rock based on the elastic wave velocity and elastic modulus.

다짐 에너지를 고려한 노반 성토 재료의 탄성파 속도 변화의 실험적 분석

김학성,정영훈,목영진,이진욱,Kim, Hak-Sung,Jung, Young-Hoon,Mok, Young-Jin,Lee, Jin-Wook 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.3

다짐 에너지에 따른 노반 성토재의 탄성파 속도변화 특성을 규명하기 위하여 다양한 위치에서 채취한 시료를 이용하여 실내 다짐 시험, 실내 탄성파 측정 시험, 현장 탄성파 측정 시험을 실시하였다. 함수비 변화에 따른 압축파와 전단파 속도 변화 곡선은 다짐 곡선과 유사한 형태를 보인다. 다짐에너지가 100 %이상 되는 조건에서는 다짐 에너지가 증가하더라도 습윤 측의 다짐곡선과 탄성파 속도 곡선에 큰 변화가 없다. 압축파의 경우 건조 측에서 건조단위중량이 증가함에 따라 압축파 속도가 선형적으로 증가하는 양상이 나타나지만, 습윤 측에서는 건조단위중량이 증가함에 따라 지수함수의 형태로 압축파 속도가 비선형적으로 증가한다. 현장 시험으로 측정한 탄성파 속도는 구속압이 증가함에 따라 증가하며, 압축파 속도보다는 전단파 속도가 다짐 에너지 수준에 보다 민감하게 변화한다. A systematic laboratory compaction testing was performed with the laboratory seismic measurements of the compacted specimens sampled from various compaction fills and was supplemented with in-situ seismic testing to investigate the effects of compaction energy on the elastic wave velocities of the railway roadbed materials. The both variances of the compressive and shear wave velocities with moisture content curve ($V_p$-w and $V_s$-w curves) are similar to the general trend of the density-moisture content curve(${\gamma}_d$-w curve). At the wet side of optimal moisture content (OMC), either $V_p$ or $V_s$ does not significantly increase, which is well reflecting the no gaining in density with the increasing compaction energy exceeding modified-D compaction effort. $V_p$ increases linearly with ${\gamma}_d$ at the dry side of OMC, while it does exponentially at the wet side. The in-situ wave velocities were found to be influenced by the level of confinement and $V_s$ was more sensitive to compaction energy than $V_p$.

전단파속도와 지반공학적 현장 관입시험 자료의 상관관계 도출

선창국,김홍종,정충기 한국지진공학회 2008 한국지진공학회논문집 Vol.12 No.4

다양한 탄성파 시험으로부터 획득할 수 있는 전단파속도(V_S)는 주로 지진공학 분야에서의 내진 설계 및 내진 성능 평가를 위한 대표적 지반 동적 특성으로 강조되어 왔다. 일반적인 지반공학적 부지 조사 기법의 지반지진공학적 활용을 목적으로, 표준관입 시험(SPT)과 피에조콘관입시험(CPTu)을 국내 여러 부지들을 대상으로 다양한 시추공 탄성파시험과 함께 수행하였다. 본 연구에서는 현장시험 자료들의 통계학적 모델링을 통해 전단파속도와 표준관입시험의 타격수(N 값)및 선단저항력(q_t), 주면마찰력(f_s)과 간극수압계수(B_q)로 구성되는 피에조콘관입 자료 간의 상관관계를 도출하고 전단파속도 결정을 위한 경험적 방법으로 제안하였다. 비록 일반적인 지반공학적 관입시험과 시추공 탄성파시험의 대상 변형률 수준이 상이하다 할지라도, 본 연구에서 제안된 상관관계들은 국내 토사 지층의 예비적 전단파속도 산정에 활용될 수 있을 것으로 보인다. Shear wave velocity(V_S), which can be obtained using various seismic tests, has been emphasized as representative geotechnical dynamic characteristic mainly for seismic design and seismic performance evaluation in the engineering field. For the application of conventional geotechnical site investigation techniques to geotechnical earthquake engineering, standard penetration tests(SPT) and piezocone penetration tests(CPTu) together with a variety of borehole seismic tests were performed at many sites in Korea. Through statistical modeling of the in-situ testing data, in this study, the correlations between V_S and geotechnical in-situ penetrating data such as blow counts(N value) from SPT and piezocone penetrating data such as tip resistance (q_t), sleevefriction(f_s), and pore pressure ratio(B_q) were deduced and were suggested as an empirical method to determine V_S. Despite the incompatible strain levels of the conventional geotechnical penetration tests and the borehole seismic tests, it is shown that the suggested correlations in this study are applicable to the preliminary estimation of V_S for Korean soil layers.

심도영역 속도모델 구축을 위한 구조보정 속도분석(MVA) 기술의 탄성파 현장자료 적용성 연구

손우현,김병엽 한국지구물리.물리탐사학회 2019 지구물리와 물리탐사 Vol.22 No.4

Migration velocity analysis (MVA) for creating optimum depth-domain velocities in seismic imaging was applied to marine long-offset multi-channel data, and the effectiveness of the MVA approach was demonstrated by the combinations of conventional data processing procedures. The time-domain images generated by conventional timeprocessing scheme has been considered to be sufficient so far for the seismic stratigraphic interpretation. However, when the purpose of the seismic imaging moves to the hydrocarbon exploration, especially in the geologic modeling of the oil and gas play or lead area, drilling prognosis, in-place hydrocarbon volume estimation, the seismic images should be converted into depth domain or depth processing should be applied in the processing phase. CMP-based velocity analysis, which is mainly based on several approximations in the data domain, inherently contains errors and thus has high uncertainties. On the other hand, the MVA provides efficient and somewhat real-scale (in depth) images even if there are no logging data available. In this study, marine long-offset multi-channel seismic data were optimally processed in time domain to establish the most qualified dataset for the usage of the iterative MVA. Then, the depth-domain velocity profile was updated several times and the final velocity-in-depth was used for generating depth images (CRP gather and stack) and compared with the images obtained from the velocity-in-time. From the results, we were able to confirm the depth-domain results are more reasonable than the time-domain results. The spurious local minima, which can be occurred during the implementation of full waveform inversion, can be reduced when the result of MVA is used as an initial velocity model. 최적의 심도 영역 속도를 도출하기 위한 구조보정 속도분석(MVA, migration velocity analysis) 기법을 해양에서취득한 원거리 다중채널 탄성파 자료에 적용하여 그 효용성을 확인한다. 지금까지 통상적으로 수행된 시간 영역 자료처리 결과는 지질학적 층서해석에는 무리 없는 결과이나, 어느 정도 가능성이 있는 플레이나 리드 지역에서의 유가스 탐사에서는 저류층 지질모델 구축, 시추 설계, 매장량 계산에서 반드시 심도 영역 속도 구조와 영상이 필요하다. 데이터 영역에서 근사 방식을 사용한 공통 중간점 기반 속도 분석으로부터 도출한 속도는 처음부터 오차를 내재하여 불확실성이 높다. 반면에, 이를 보완해 줄 검층 자료가 없는 상황에서 실측 규모의 속도 구조를 도출하는데 있어 이미지 영역 구조보정 속도분석 기법은 상당히 효율적인 방법이다. 이 연구에서는 해양에서 취득한 다중 채널 탄성파자료에 대해 합리적인결과를 도출하기 위해 시간 영역에서 신호의 품질을 최적화하고, 이 자료에 대하여 반복적으로 MVA 기법을 적용함으로써 심도영역 속도 및 구조보정 단면도를 도출하였다. 시간 영역 속도를 단순히 Dix 방정식에 의해 심도영역으로 변환한속도를 이용하여 생성한 결과(공통 수신점 모음도 및 중합 단면도)와 MVA 기법을 이용한 심도영역 자료처리를 통해 도출된 속도를 이용하여 생성한 결과를 비교함으로써, 심도영역 결과가 보다 합리적임을 확인하였다. 심도 영역으로 도출된속도는 중합전 심도 구조보정에 바로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 현장 자료의 파형역산 적용 시 초기 모델로 활용함으로써 역산 수행 과정에서 발생할 수 있는 국부 최소(local minima) 문제를 최소화할 수 있다.

탄성파 및 비저항 동시측정에 의한 수포화 암석시료에 주입된 CO2모니터링 및 탐지

김종욱 ( Jong Wook Kim ),( Toshifumi Matsuoka ),설자구 ( Zi Qiu Xue ) 한국지구물리·물리탐사학회 2011 지구물리와 물리탐사 Vol.14 No.1

전기 및 탄성파 탐사를 이용한 이산화탄소 지중저장의 모니터링의 기초연구로써, 수포화 암석시료에 CO2주입시 비저항과 P파속도를 측정하였다. 암석시료는 Berea사암이며, CO2는 초임계상태(10 MPa, 40 ℃)로 주입하였다. 초임계 CO2주입에 의해 비저항의 증가 및 P파속도와 진폭이 감소하였다. P파 속도 토모그램은 암석시료에 주입한 초임계 CO2의 거동양상을 보여주었다. 비저항과 탄성파속도는 CO2거동 모니터링하는데 유용하다. 그러나 P파 속도는 비저항 변화에 비해 CO2포화도가 20% 이상 일때 변화를 보이지 않았다. 비저항으로부터 CO2포화도 예측은 탄성파 속도로부터 CO2포화도 예측의 어려움을 보완할 수 있다. 비저항과 탄성파 속도의 동시측정에 의해 암석시료에 주입한 초임계 CO2 거동 및 CO2포화도 분포를 예측할 수 있다. As part of basic studies of monitoring carbon dioxide (CO2) storage using electrical and seismic surveys, laboratory experiments have been conducted to measure resistivity and P-wave velocity changes due to the injection of CO2 into water-saturated sandstone. The rock sample used is a cylinder of Berea sandstone. CO2 was injected under supercritical conditions (10 MPa, 40℃). The experimental results show that resistivity increases monotonously throughout the injection period, while P-wave velocity and amplitude decrease drastically due to the supercritical CO2 injection. A reconstructed P-wave velocity tomogram clearly images CO2 migration in the sandstone sample. Both resistivity and seismic velocity are useful for monitoring CO2 behaviour. P-wave velocity, however, is less sensitive than resistivity when the CO2 saturation is greater than ~20%. The result indicates that the saturation estimation from resistivity can effectively complement the difficulty of CO2 saturation estimations from seismic velocity variations. By combining resistivity and seismic velocity we were able to estimate CO2 saturation distribution and the injected CO2 behaviour in our sample.

포화지반에서 탄성파속도와 전기비저항의 관계 고찰

이종섭,김영석,홍승서,윤형구 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.4

The geophysical methods including elastic wave velocity and electrical resistivity have been widely used to obtain the geotechnicalproperties. The objective of this study suggests the relationship between elastic wave velocity and electrical resistivity because the twoparameters are function of void ratio. The theory of Gassmann and Archie’s equation are applied for deducing the relation betweengeophysical methods and void ratio. The Field Velocity Resistivity Probe (FVRP) is used to obtain the elastic wave velocity and electricalresistivity in field which is southern part of Korea Peninsular. The data gathering is performed in the depth of 6.5~20.1 m atevery 10 cm for obtaining various data and investigating the subsurface characterization in detail. For verifying the suggested equation,the measured data applied. The deduced compressional wave velocity shows a similar value with the measured compressionalwave velocity. This study suggests that the proposed equation may be widely applied to estimate the reliability of measured valuesbased on the geophysical method. 건설 혹은 방재공학에서 사용자가 요구하는 물리적인 특성을 만족시키기 위하여 물리탐사 기법 중 탄성파 탐사 및 전기비저항 기법이활용되고 있다. 본 연구에서는 탄성파 속도와 전기비저항이 모두 간극비의 함수임을 고려하여 두 물리적인 특성간의 관계를 이론적으로 고찰하고자 한다. 탄성파 속도와 간극비의 관계는 Gassmann이 제시한 이론을 활용하였으며, 전기비저항과 간극비는 포화지반에 활용성이 상당히 높은 Archie 방정식을 이용하였다. 도출된 식의 활용성을 검증하고자 현장실험을 실시하였으며, 탄성파 속도와 전기비저항을 동시에 획득할 수 있는 관입형 탐사 장비(Field Velocity Resistivity Probe, FVRP)를 이용하였다. 대상 현장은 남해안의 광양지역이며, 관입실험은 심도 6.5 m에서 20.1 m까지 수행되었다. 탄성파 속도와 전기비저항은 탐사 장비 특성상 상세한 지층의 주상도를얻기 위하여 심도 10 cm 간격으로 측정하였다. 도출된 탄성파 속도와 전기비저항 값을 본 연구에서 제시한 수식에 입 력 후 실제 측정한 탄성파 속도과 비교해 보았다. 비교결과 균질한 심도에서 높은 신뢰성을 보여주며 추가적으로 입력상수에 대한 연구가 수행된다면수식의 활용성이 증대할 것으로 판단된다.

필댐의 지반 동적특성 평가를 위한 다운홀 탄성파시험의 지하수위 관측공 활용

선창국 한국방재학회 2015 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.14 No.-

지반구조물의 동적특성은 미소변형률 수준에서의 변형계수나 이를 결정하기 위한 전단파속도나 압축파속도와 같은 물리적 의미의 체적파속도로 대표되며, 지진과 같은 동적 조건뿐만 아니라 공용상태의 정적 조건의 상태 또는 안정성 평가 과정에서의 중요한 변수이다. 특히, 이러한 체적파속도는 대상 지반 또는 지반구조물에서의 시추공 탄성파시험 수행을 통해 보다 신뢰성 높게 획득할 수 있다. 본 연구에서는 필댐 안정성 평가의 정량적 지표인 댐체 및 기초부의 동적 특성을 결정하기 위한 기법으로 현장 다운홀 탄성파 시험을 수행하고자 하였다. 댐 대상의 다운홀 시험은 추가적인 시추를 통해 시험공을 형성하여 실시하고, 일반적으로 시험 종류 후 시험공을 폐공한다. 이에 기존 댐 대상의 다운홀 시험 과정에 비해 경제적일 뿐만 아니라 댐에 대한 지속적이고 정기적인 동적 특성 평가가 가능한 기법으로서, 지하수위 관측공에 적합한 수진기를 활용한 다운홀 시험을 중심코어형 사력댐을 대상으로 실시하여 댐체와 기초 지반의 전단파속도를 평가하였다. 현장에서의 다운홀 시험은 지하수위 관측공의 초기 설치시 관측공과 지반의 접촉 불량 및 유지 관리 부실로 인해 일부 지하수위 관측공에서는 시험이 성공하지 못하였지만, 관측공 상태가 양호한 경우 깊이별 전단파속도 분포를 용이하게 결정할 수 있었다. 따라서 지하수위 관측공의 설치 및 유지 관리가 적절할 경우 다운홀 탄성파시험을 통해 필댐에 대한 지속적인 동적 특성 결정이 가능하고, 이로부터 중장기적인 안정성 평가와 관련 대책을 수립할 수 있을 것으로 판단된다.