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Evaluation of Site-Specific Seismic Amplification Characteristics in Plains of Seoul Metropolitan Area

서울 평야 지역에 대한 부지 고유의 지진 증폭 특성 평가

  • 선창국 (한국도로공사 도로교통기술원) ;
  • 양대성 (대한컨설턴트 지반공학부) ;
  • 정충기 (서울대학교 지구환경시스템공학부)
  • Published : 2005.08.01

Abstract

Total 350 borehole profiles were selected from the database of borehole logs in Seoul, for the site-specific seismic evaluation at two 4km${\times}$4km plain areas. Equivalent-linear site response analyses for the selected 350 sites were conducted based on shear wave velocity (Vs) Profiles, which were determined from the N-Vs correlation established using borehole seismic testing results in the inland areas of Korea. Most sites were categorized as site classes C and D based on the mean Vs to 30 m in depth (Vs30) ranging from 250 to 550 m/s. The she periods of the plains in Seoul ranging between 0.1 and 0.4 sec were significantly lower than those of the western US, from which the site coefficients in Korea were derived. For plains in Seoul, the site coefficients, Fa's and Fv's specified in the Korean seismic design guide, underestimate the ground motion in short-period (0.1-0.5 sec) band and overestimate the ground motion in mid-period (0.4-2.0 sec) band, respectively, because ol the differences in the geotechnical conditions between Seoul and the western US, although the Fa's in several sites overestimate the motion due to the base Isolation effect resulted from the soft layer in soil deposit.

서울의 두 평야 지역 4km${\times}$4km에 대한 부지 고유의 지진 응답 특성 평가를 위하여 대상 지역내 총 350개의 시추 자료를 활용하였다. 국내 내륙 지역의 공내 탄성파 시험의 자료와 시주 자료를 이용하여 $N-V_s$ 상관관계를 도출하고, 이를 토대로 선정된 350 시추 위치에서의 깊이별 전단파 속도(Vs) 분포를 결정하여 등가선형 기법의 부지 응답 해석을 수행하였다. 현행 지반 분류 기준인 심도 30m까지의 평균 Vs (Vs30)는 대상 지역 내에서 250${\~}$550 m/s의 분포를 보였고, 그에 따라 대부분의 부지가 지반 분류 C와 D로 분류되었다. 서울 평야 지역의 부지 고유 주기는 국내 지반 증폭 계수의 근간인 미국 서부 지역에 비해 매우 작은 0.1${\~}$0.4초의 분포를 보였다. 비록 몇몇 부지에서 토사 층 내에 연약한 지층이 존재함에 따라 기저 고립 효과가 발생하여 현행 단주기 증폭 계수가 지반 운동을 과대평가하기도 하지만, 미국 서부 지역과의 지반 조건 차이로 인해 전반적으로 서울 평야 지역에서는 현행 국내 내진 설계 기준의 단주기(0.1${\~}$0.5초) 증폭 계수(Fa)는 지반 운동을 과소평가하고 중장주기(0.4${\~}$2.0초) 증폭 계수(Fv)는 지반 운동을 과대평가하고 있다.

Keywords

References

  1. Sun, C. G., 'Geotechnical Information System and Site Amplification Characteristics for Earthquake Ground Motions at Inland of the Korean Peninsula,' Ph.D. Dissertation, Seoul National University, 2004
  2. Kim, D. S., Chung, C. K., Sun, C. G., and Bang, E. S., 'Site Assessment and Evaluation of Spatial Earthquake Ground Motion of Kyeongju,' Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 22, 2002, pp. 371-387 https://doi.org/10.1016/S0267-7261(02)00023-4
  3. 건설교통부, 내진설계기준연구(II), 1997
  4. Borcherdt, R. D., 'Estimates of Site-Dependent Response Spectra for Design (Methodology and Justification),' Earthquake Spectra, Vol. 10, 1994, pp. 617-653 https://doi.org/10.1193/1.1585791
  5. Dobry, R., Ramos, R., and Power, M. S., Site Factor and Site Categories in Seismic Codes, Technical Report MCEER-99-0010, Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research, 1999
  6. ICBO, 1997 Uniform Building Code, Volume 2 - Structural Engineering Design Provisions, International Conference of Building Officials, 1997
  7. Dobry, R., Borcherdt, R. D., Crouse, C. B., Idriss, I. M., Joyner, W. B., Martin, G. R., Power, M. S., Rinne, E. E., and Seed, R. B., 'New Site Coefficients and Site Classification System Used in Recent Building Seismic Code Provisions,' Earthquake Spectra, Vol. 16, 2000, pp. 41-67 https://doi.org/10.1193/1.1586082
  8. Borcherdt, R. D., 'Empirical Evidence for Site Coefficients in Building Code Provisions' Earthquake Spectra, Vol. 18, 2002, pp. 189-217 https://doi.org/10.1193/1.1486243
  9. ldriss, I. M., and Sun, J. I., User's Manual for SHAKE91: A Computer Program for Conducting Equivalent Linear Seismic Response Analyses of Horizontally Layered Soil Deposits, University of California, Davis, 1992
  10. Schnabel, P. B., Lysmer, J. and Seed, H. B., SHAKE: A Computer Program for Earthquake Response Analysis of Horizontally Layered Sites, Report No. UCB/EERC-72/12, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, 1972
  11. 천성호, 선창국, 정충기, '지반 정보화를 위한 지구통계학적 방법의 적용', 대한토목학회 논문집, Vol. 25, No. 2C, 2005, pp. 103-115
  12. 김동수, 방은석, 서원석, '표준관입시험을 이용한 업홀에서 전단파 속도 주상도의 도출', 한국지반공학회 논문집, Vol. 19, No. 2, 2003, pp. 135-146
  13. Imai, T. and Tonouchi, K, 'Correlation of N-Value with S-Wave Velocity and Shear Modulus,' Proceedings of the 2nd European Symposium on Penetration Testing, Amsterdam, 1982, pp. 57-72
  14. Ohta, Y. and Goto, N., 'Empirical Shear Wave Velocity Equations in Terms of Characteristic Soil Indexes,' Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 6, 1978, pp. 167-187 https://doi.org/10.1002/eqe.4290060205
  15. Ohsaki, Y. and Iwasaki, R., 'On Dynamic Shear Moduli and Poisson's Ratio of Soil Deposits,' Soils and Foundations, Vol. 13, 1973, pp. 61-73
  16. Imai, T. and Yoshimura, Y., 'Elastic Wave Velocity and Soil Properties in Soft Soil,' Tsuchito-Kiso, Vol. 18, 1970, pp. 17-22 (in Japanese)
  17. Sugito, M., Oka, F., Yashima, A., Furumoto, Y. and Yamada, K, 'Time-Dependent Ground Motion Amplification Characteristics at Reclaimed Land after the 1995 Hyogoken Nambu Earthquake,' Engineering Geology, Vol. 56, 2000, pp. 137-150 https://doi.org/10.1016/S0013-7952(99)00139-8