Classification of Seismic Stations Based on the Simultaneous Inversion Result of the Ground-motion Model Parameters

The site effects of seismic stations were evaluated by conducting a simultaneous inversion of the stochastic point-source ground-motion model (STGM model; Boore, 2003) parameters based on the accumulated dataset of horizontal shear-wave Fourier spectra. A model parameter $K_0$ and frequency-dependent site amplification function A(f) were used to express the site effects. Once after a H/V ratio of the Fourier spectra was used as an initial estimate of A(f) for the inversion, the final A(f) which is considered to be the result of combined effect of the crustal amplification and loca lsite effects was calculated by averaging the log residuals at the site from the inversion and adding the mean log residual to the H/V ratio. The seismic stations were classified into five classes according to $logA_{1-10}^{max}$(f), the maximum level of the site amplification function in the range of 1 Hz < f < 10 Hz, i.e., A: $logA_{1-10}^{max}$(f) < 0.2, B: 0.2 $\leq$ $logA_{1-10}^{max}$(f) < 0.4, C: 0.4 $\leq$ $logA_{1-10}^{max}$(f) < 0.6, D: 0.6 $\leq$ $logA_{1-10}^{max}$(f) < 0.8, E: 0.8 $\leq$ $logA_{1-10}^{max}$(f). Implication of the classified result was supported by observing a shift of the dominant frequency of average A(f) for each classified stations as the class changes. Change of site classes after moving seismic stations to a better site condition was successfully described by the result of the station classification. In addition, the observed PGA (Peak Ground Acceleration)-values for two recent moderate earthquakes were well classified according to the proposed station classes.

지진동모델 파라미터 동시역산을 이용한 지진관측소 분류

지진기록의 수평성분 S파 푸리에스펙트럼을 이용한 추계학적 지진동모델(stochastic point-source ground-motion model; Boore, 2003) 파라미터 역산결과를 기반으로 지진공학적으로 활용될 수 있는 지진관측소 분류를 시도하였다. 추계학적 지진동모델에서 부지효과는 고주파감쇠상수인 $K_0$ (Anderson and Hough, 1984)와 지층의 탄성임피던스의 차이에 의해 발생하는 부지증폭함수(A(f))의 조합으로 표현된다. 본 연구에서는 A(f)를 지진파 스펙트럼의 수평/수직성분비(H/V)와, 이를 초기값으로 하여 얻어진 역산결과에 의한 관측소별 로그오차평균을 합산하여 계산하였다. 지진관측소는 $1{\sim}10$ Hz 범위의 부지증폭함수의 상용로그 최대값($logA_{1-10}^{max}$(f))에 의해 다섯 등급(A: $logA_{1-10}^{max}$(f) < 0.2, B: 0.2 $\leq$ $logA_{1-10}^{max}$(f) < 0.4, C: 0.4 $\leq$ $logA_{1-10}^{max}$(f) < 0.6, D: 0.6 $\leq$ log < 0.8, E: 0.8 $\leq$ $logA_{1-10}^{max}$(f))으로 분류하였다. 분류된 진관측소의 평균적인 부지증폭함수는 A에서 E 등급으로 변함에 따라 지반의 고유진동수가 저주파로 이동하는 의미 있는 결과를 나타내었으며, 최근에 설치장소를 이전한 기상청 일부 관측소에 대해 이설 전후의 등급변화 및 최근 발생한 중규모 지진관측자료와 지진동 거리감쇠식과의 비교분석을 통해 관측소 분류결과의 타당성을 입증할 수 있었다.