[지구환경] 반사법 탄성파 탐사

탄성파 탐사의 기본 원리는 인공적으로 발생시킨 탄성파가 대상 매질을 투과, 반사, 굴절하는 파동 특성을 이용하는 것이다. 이런한 탐사 원리는 의료 기기나 소규모 비파괴검사에서 응용되는 초음파 탐사왿� 기본적으로 동일하지만 대상체가 지질매체인 경우, 획득하는 파동의 정보방식에 따라 실질적으로 다양한 현장 자료획득 방식이 구사되며, 이러한 방식에 따라 이론적인 접근방식과 해석의 단계에 차이가 있다.

탄성파 탐사에 적용되는 가장 중요한 물리적 법칙은 반사각 일정의 법칙과 스넬(Snell)의 법칙이다. 즉 특정 매질에 입사되는 파는 투사된 각도왿� 동일한 각도로 반사되며, 굴절되어 매질내로 전파되는 파는 매질이 가지고 있는 탄성파 통과 속도에 따라 굴절각도가 변하게 된다는 법칙이다. 매질경계에서의 반사의 경우, 반사계수(reflection coefficient)가 중요한 역할을 하게 되며, 이 반사계수는 경계를 이루는 두 매질의 밀도왿� 탄성파 통과 속도 곱의 차이에서 기인된다. 그러나 탄성파 탐사의 기본원리를 원칙적으로 이해하기 위해서는 파동 방정식의 이해왿� 그 해법 방식을 이해하여야 할 뿐 아니라 다양한 자료 처리과정과 연관된 수학적인 접근 방식을 학습하여야 한다.

탄성파 탐사는 크게 파의 반사된 형태왿� 시간을 이용하여 지하매질의 형태를 추정하는 경우왿� 임계각을 따라 굴절 전파되는 탄성파의 거리, 시간 정보를 이용하는 방식으로 대분되며, 전자의 경우 탄성파 반사법 탐사, 후자의 경우 탄성파 굴절법 탐사라고 명명된다. 또한 표면 경계왿� 수반되어 반드시 발생되는 표면파를 이용한 방식도 지반 공학적인 정보의 수집을 위하여 적용되고 있다.

탄성파 탐사왿� 관련된 수많은 참고 자료가 발표되어 있지만 탄성파 굴절법 탐사의 경우, Refraction Seismics(Palmer, 1986)가 추천되며, 탄성파 반사법 탐사의 경우, 현장자료 획득 기술 습득을 위해서는 A Handbook for Seismic Data Acquisition in Exploration(Evans, 1997)이 추천되며, 취합된 자료의 처리 및 해석 절차의 숙지를 위해서는 Seismic Data Processing(Yilmaz, 1987)이 추천된다.