시추공 합성탄성파 기록을 통한 지하 불연속 경계면의 파악

Abstract

지반 조사를 위해 흔히 수집하는 지표탐사 자료, 시추조사 자료, 지질공학 자료들을 서로 상관시켜 불연속 경계면 및 암반 파쇄대등의 분포를 파악하였다. 전기비저항 입체도와 공내 영상촬영을 통해 개략적인 지질 연약대의 주향 방향을 분석하고, 시추공 사이 탄성파 토모그래피 속도와 로즈 다이어그램을 통해 지층 및 암반 파쇄대의 공간적인 분포대를 파악하였다. 암반의 동적 물성을 파악하기 위해 S-PS 검층과 <TEX>${\gamma}-{\gamma}$</TEX> 검층으로 동적 탄성계수를 계산하여 푸아송 비 및 P파 속도와의 상관관계를 알아보았다. 지층의 불연속 경계면은 타격수 N값, 개별적인 밀도나 속도 정보를 이용하여 결정하는 것 보다 물리검층에서 수집한 속도와 밀도로부터 계산한 음향 임피던스의 대비, 즉 반사계수 자료와 시각적으로 잘 상관되었다. 암반에 발달한 주요 파쇄대 구간은 그 상부 경계면이 반사계수와 최적 리커 요소파의 곱말기로 계산된 합성탄성파 트레이스에서 극성이 음인 높은 진폭과 잘 상관되었다. 합성탄성파 기록으로 해석된 주된 파쇄대는 실제로 시추 코어 자료에서 관찰된 코어손실 구간 및 공내 영상촬영 자료에서 평가된 낮은 암질 구간과 잘 부합되었다. We integrated and correlated datasets from surface and subsurface geophysics, drilling cores, and engineering geology to identify geological interfaces and characterize the joints and fracture zones within the rock mass. The regional geometry of a geologically weak zone was investigated via a fence projection of electrical resistivity data and a borehole image-processing system. Subsurface discontinuities and intensive fracture zones within the rock mass are delineated by cross-hole seismic tomography and analyses of dip directions in rose diagrams. The dynamic elastic modulus is studied in terms of the P-wave velocity and Poisson's ratio. Subsurface discontinuities, which are conventionally identified using the N value and from core samples, can now be identified from anomalous reflection coefficients (i.e., acoustic impedance contrast) calculated using a pair of well logs, comprising seismic velocity from suspension-PS logging and density from logging. Intensive fracture zones identified in the synthetic seismogram are matched to core loss zones in the drilling core data and to a high concentration of joints in the borehole imaging system. The upper boundaries of fracture zones are correlated to strongly negative amplitude in the synthetic trace, which is constructed by convolution of the optimal Ricker wavelet with a reflection coefficient. The standard deviations of dynamic elastic moduli are higher for fracture zones than for acompact rock mass, due to the wide range of velocities resulting from the large numbers of joints and fractures within the zone.