A Study on the Synthesis of Strong Ground Motion using Empirical Green Function

The research on strong ground motions became important recently due to more severe requirement of seismic design for the domestic buildings and structures. The empirical Green's function method, which uses similarities between small and large earthquakes, was applied to make synthetic ground motions. That method was applied to the 2 earthquakes which occurred sequently in time within narrow area in Japan. The strong ground motions for the virtual earthquake (magnitude 6.5) were synthesized using those observed from the magnitude 4.7 earthquake. Then, the synthesized ground motions (acceleration, velocity, and displacement) were compared to those observed from real earthquake (magnitude 6.5). The results showed that the general shapes of waveforms in time domain and the Fourier spectrum In frequency domain from synthesized ground motions (acceleration, velocity, and displacement) are similar to the observed strong ground motions within acceptable degree. The peak values of 3 kinds of synthesized strong ground motions in time domain are comparable between the synthesized and the real strong ground motions, especially only about 9% difference in acceleration peak value.

경험적 그린함수를 이용한 강지진동 합성에 관한 연구

지진공학 분야에서는 내진설계를 위한 필요성으로 인해 근역의 강지진동이 관심의 대상이 되어왔으며, 최근 우리나라의 모든 구조물에 내진설계가 의무화되면서 그 필요성은 더욱 부각되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 특정부지에서의 강지진동 합성을 위하여 경험적 그린함수 방법을 이용한 합성방법을 적용하였다. 이 합성방법은 Haskell 타입의 운동학적 지진원 모델과 동일한 지역에서 발생한 지진의 유사성 이론을 기본으로 하고 있다. 합성에 이용되는 변수들은 단층길이, 폭 및 변위지속 시간과 같은 단층변수와 모멘트간의 일관된 관계로부터 결정된다. 본 연구에서 적용된 합성방법을 1997년 3월27일 일본의 동일지역에서 차례로 발생한 2개의 중규모(ML 4.7) 및 대규모 지진(ML 6.5)에 대하여 적용하여 강지진동을 합성하고 결과를 분석하였다. 본 연구방법을 적용한 결과 중규모(ML 4.7) 오부터 관측된 강지진동을 이용하여 가속도, 속도 및 변위 성분에서 합성된 강지진동은 파형뿐만 아니라 전체 진동수 대역에서 대체적으로 실제 강지진동을 양호하게 예측하는 경향을 보였다. 또한, 전체적으로 합성운동의 첨두값 역시 실제 계측된 첨두값과 비교할 때 만족스러운 정도로 일치하는 결과를 보여주었다. 특히 가속도이력의 첨두값은 단지 약 8.8%만의 차이를 보여주었다.