The Journal of Engineering Geology (지질공학)

The Korean Society of Engineering Geology (대한지질공학회)
권호 표지

Evaluation of Site-specific Seismic Response Characteristics at Town Fortress Areas Damaged by Historical Earthquakes

역사 지진 피해 발생 읍성 지역에 대한 부지 고유의 지진 응답 특성 평가

  • Sun, Chang-Guk (Earthquake Research Center, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) ;
  • Chung, Choong-Ki (Dept. of Civil, Urban and Geosystem Engineering, Seoul National University) ;
  • Kim, Dong-Soo (Dept. of Civil and Environmental Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology) ;
  • Kim, Jae-Kwan (Dept. of Civil, Urban and Geosystem Engineering, Seoul National University)
  • 선창국 (한국지질자원연구원 지진연구센터) ;
  • 정충기 (서울대학교 지구환경시스템공학부) ;
  • 김동수 (한국과학기술원 건설 및 환경공학과) ;
  • 김재관 (서울대학교 지구환경시스템공학부)
  • Published : 2007.03.30
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Abstract

In order to evaluate the local site effects at two town fortress areas in Korea where stone parapets were col-lapsed by historical earthquakes, site characteristics were assessed using site investigations such as borehole drillings and seismic tests. Equivalent-linear site response analyses were conducted based on the shear ways velocity ($V_s$) profiles and geotechnical characteristics determined from site investigations. The study sites are categorized as site classes C and B according to the mean $V_s$ to 30 m ranging from 500 to 850 m/s, and their site periods are distributed in the short period range of 0.06 to 0.16 sec, which contains the natural period of fortress wall and stone parapet. From the results of site response analyses in the study areas, for site class C indicating most of site conditions, contrary to site class B, the short-period (0.1-0.5 sec) and mid-period (0.4-2.0 sec) site coefficients, $F_a$ and $F_v$ specified in the Korean seismic design guide, underestimate the ground motion in short-period band and overestimate the ground motion in mid-period band, respectively, due to the high amplification in short period range, which represent the site-specific seismic response characteristics. These site-specific response characteristics indicate the potential of resonance in fortress walls during earthquake and furthermore could strongly affect the collapse of parapets resulted from seismic events in historical records.

역사 지진으로 인해 성칩이 붕괴되었던 국내 두 읍성 지역에 대한 국부적 부지 효과를 평가하기 위하여, 현장 시추 조사 및 탄성파 시험을 통해 전단파속도($V_s$) 주상을 포함한 지반 특성을 결정하고 이를 토대로 등가 선형 기법의 부지 응답 해석을 수행하였다. 대상 부지는 심도 30m까지의 평균 전단파속도가 $500{\sim}850m/s$의 분포를 보임에 따라 지반 분류C와 B로 구분되었고, 부지 고유주기는 성벽과 성첩의 고유주기를 포함하는 범위인 $0.06{\sim}0.16$초의 단주기 분포를 보였다. 대상 영역에서의 부지 응답 해석 결과, 지반 분류 B와는 달리 대부분의 부지 조건인 지반 분류 C의 경우 부지 고유 지진 응답 특성인 단주기에서의 큰 증폭으로 인해, 국내 내진 설계 기준의 단주기($0.1{\sim}0.5$초) 증폭계수 $F_a$와 중장주기 ($0.4{\sim}2.0$초) 증폭계수 $F_v$는 각각 지반 운동을 단주기 영역에서는 과소평가하고 중장주기 영역에서는 과대평가함을 확인하였다. 이러한 부지 고유 응답 특성은 단주기 고유 응답을 보이는 성벽 구조물이 지진 발생 시 공진이 발생할 가능성이 높음을 의미하며, 그에 따라 역사 지진 피해 사례인 성첩 붕괴의 지배적인 영향 인자로서 작용했을 것으로 판단된다.

Keywords

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