탄성파탐사의 종류

1) 탄성파탐사

지하 매질의 탄성파속도(탄성파의 굴절 및 반사)를 대비 물성으로 이용하는 탄성파탐사는 지표에서 인위적으로 발생시킨 탄성파 에너지의 일부가 지하 매질을 전파하는 과정에서 반사, 굴절 또는 회절 등의 현상을 일으키면서 지표로 되돌아오는데, 이를 수진기를 이용하여 측정함으로써 지질구조에 관한 정보를 얻는 탐사법으로 다음과 같이 굴절법 탄성파탐사, 반사법 탄성파탐사, TSP 탐사가 있다.
(1) 굴절법 탄성파탐사
인공적으로 발생시킨 지진파의 초동주시로부터 지하의 지질구조를 구하는 탐사법으로 단층 및 파쇄대의 파악 및 암반 분류에 널리 이용되고 있으나 고속도 층의 하부에 저속도층이 존재할 경우 저속도층의 해석이 어려운 단점이 있다.
(2) 반사법 탄성파탐사
원래 석유탐사 분야에서 지하 심부 탐사에 이용되어 왔던 반사법의 지하 200~300cm 정도의 상세한 지질구조 탐사에 이용한 것으로, 탐사 장비는 원칙적으로 굴절법에서 사용하는 것과 동일하나 수진기는 고유주파수가 높은 것을 사용하는데, 주로 연약지반의 구조탐사나 도시부에서의 단층 조사, 공동탐사에 활용되고 있다.
(3) TSP(Tunnel seismic prediction)
터널의 선진 시추 시 탄성파를 발생시킨 후 터널 주위의 불연속면에서 반사되는 탄성파로부터 터널 주위에 분포하는 불연속면을 영상화하여 막장 전방에 대한 굴착의 영향을 평가하여 시공과정에 이를 반영시키는 탐사법이다.

2) 전기 및 전자 탐사

전기 및 전자 탐사는 인공적 또는 자연적인 에너지원에 의해 발생한 전기장 또는 자기장에 대해, 각기 고유한 값을 갖는 지하 구성 물질의 전기적 물성인 전기비저항(또는 그의 역수인 전기전도도)차이에 의해 발사하는 이상 반응을 지표, 공증 또는 시추공에서 측정하고 이를 해석함으로써 대상체를 탐지하거나 지하 구조를 규명하는 탐사 방법으로 물리탐사 방법 중 그 역사가 매우 오래된 탐사법이다. 원리적으로 전자 탐사와 전기탐사는 시간에 따라 변화하는(교류) 전자기장을 다루느냐 아니면 시간에 무관하게 일정한(직류) 전자기장을 다루느냐의 차이므로 최근에는 모든 것을 하나의 전자 탐사 또는 전기탐사로 분류하기도 한다.

3) GRP 탐사

CRP 탐사는 고주파 대역(수십-수천)의 전자파를 지표에서 송신안테나를 통해 지하로 방사시킨 후 지하의 불균질 대에서 반사되어온 반사파를 수신안테나를 통해 기록하고 기록된 수신 파형을 처리 분석하여 지하 구조를 영상화하는 방법으로 현재 상업적으로 이용되는 물리탐사 기술 중 그 해상도가 가장 뛰어난 탐사법이며, 매설물 탐지나 지하철, 대형교량 등 각종 주요 구조물의 안전진단을 위한 비파괴검사 분야까지 광범위하게 확대되고 있다. 이러한 GPR 탐사는 비파괴적인 조사법, 광범위한 적용 범위, 작업의 편이성 및 경제성이 유사하다는 장점과 더불어 매질 특성, 전자파의 속도 값 산정, 외부 반사파에 의한 영향을 받는 단점이 있다.

4) SASW기법

지반의 전단파 속도의 측정을 위해서는 보통 한 개 혹은 두 개 이상의 시추공을 사용하여 Dowhole 시험이나 Crosshole 시험 또는 검층 조사를 실시하여 왔으나 이러한 시추공이 필요한 공내 시험법들의 단점을 극복한 것이 SASW기법이다. SASW기법은 지반이나 구조물의 표면에서 측정한 표면파를 이용하여 하부의 전단 강성주상도를 추정하는 비관입, 비파괴적인 원위치시험이다. SASW기법은 지표면 또는 구조물의 표면에서 작은 변형률 범위에서 수행되기 때문에 비파괴적으로 행해지며 또한 다른 현장시험에 비해 단시간에 경제적으로 행해질 수 있다. 이러한 점은 SASW기법의 가장 큰 장점이며, 파괴적인 특징은 여러 분야에서 응용될 수 있는 가능성을 제시하고 있다.

5) 시추공을 이용하여 수행되는 지구물리학적 방법

시추공을 이용하여 수행되는 지구물리학적 방법들은 시추공 물리탐사와 물리검층으로 대분된다. 시추공 물리탐사는 수십 내지 수백 m 거리까지의 상황에 대한 고분해능 자료를 얻으려는 목적으로 수행되는 데 반하여 물리검층은 시추공벽 근접 부의 상황에 대한 정보를 얻으려는 목적으로 수행된다.
(1) 시추공 물리탐사법들의 비교
시추공을 이용하여 수행되는 지구물리학적 방법에는 단일 시추공 탐사, 시추공간 탄성파탐사, 시추공간 토모그래피, 물리검층, 시추공 영상 촬영법 등 여러 가지가 있으며 이러한 방법 중 같은 대비 물성을 이용하거나 같은 목적으로 실시되는 방법들을 비교·분석하면 다음과 같다.

6) 물리검층

물리검층은 통상적으로 시추공 하나하나의 단위로 수행되며 시추공으로부터 반경 1m 이내의 체적에 대한 여러 가지의 물성 변화와 미세구조에 대한 정보를 얻고자 할 때 사용하는 방법이다. 물리검층으로 얻은 정보는 암석의 지질학적, 수문 지질학적, 지반 공학적 특성과 관련지을 수 있으며 구성 암석, 단열상태, 지하수 유동과 물리, 화학적 성질에 대한 설명을 가능하게 한다. 이외에 물리검층으로 케이싱을 포함한 시추공의 기하학적 정보를 얻을 수 있는데 이것은 취득자료의 공간적 위치와 영향 요소를 알 수 있게 한다.