Site Characterization using Shear-Wave Velocities Inverted from Rayleigh-Wave Dispersion in Chuncheon, Korea

To reveal and classify site characteristics in densely populated areas in Chuncheon, Korea, Rayleigh-waves were recorded at 50 sites including four sites in the forest area using four 1-Hz velocity sensors and 24 4.5-Hz vertical geophones during the period of January 2011 to May 2013. Dispersion curves of the Rayleigh waves obtained by the extended spatial autocorrelation method were inverted to derive shear-wave velocity ($v_s$) models comprising 40 horizontal layers of 1-m thickness. Depths to weathered rocks ($D_b$), shear wave velocities of these basement rocks ($v_s^b$), average velocities of the overburden layer ($\bar{v}_s^s$), and the average velocity to a depth of 30 m ($v_s30$), were then derived from those models. The estimated values of $D_b$, $v_s^b$, $\bar{v}_s^s$, and $v_s30$ for 46 sites at lower altitudes were in the ranges of 5 to 29 m, 404 to 561 m/s, 208 to 375 ms/s, and 226 to 583 m/s, respectively. According to the Korean building code for seismic design, the estimated $v_s30$ indicates that the lower altitude areas in Chuncheon are classified as $S_C$ (very dense soil and soft rock) or $S_D$ (stiff soil). To determine adequate proxies for $v_s30$, we compared the computed values with land cover, lithology, topographic slope, and surface elevation at each of the measurement sites. Due to a weak correlation (r = 0.41) between $v_s30$ and elevation, the best proxy of them, applications of this proxy to Chuncheon of a relatively small area seem to be limited.

레일리파 분산을 역산하여 구한 횡파속도를 이용한 춘천시의 부지특성

춘천시 인구 밀집지역의 지반특성 파악 및 분류를 목적으로 2011년 1월부터 2013년 5월까지 고유진동수 1 Hz인 수직성분 속도센서 4대와 4.5 Hz 수직 지오폰 24개를 이용하여 춘천시계 내의 50 지점(산림지 4 곳 포함)에서 레일리파를 기록하였다. 확장된 공간자기상관함수법으로 얻은 레일리파 분산곡선을 두께 1 m인 40개 수평층의 횡파속도($v_s$) 모델로 역산하였다. 또한 이를 바탕으로 풍화암질 기반암의 깊이($D_b$) 및 횡파속도($v_s^b$), 토양층의 평균 횡파속도($\bar{v}_s^s$), 깊이 30m까지의 횡파속도($v_s30$)를 각각 산출하였다. 46개 저고도 측점에서 구한 $D_b$, $v_s^b$, $\bar{v}_s^s$, $v_s30$는 각각 5 ~ 29 m, 404 ~ 561 m/s, 208 ~ 375 m/s, 226 ~ 583 m/s의 범위를 갖는다. 이는 국내 내진설계기준에 따르면 단단한 토사지반 $S_D$와 매우 조밀한 토사지반 및 연암지반인 $S_C$에 해당한다. $v_s30$의 대표적 지시자를 파악하기 위해 토지피복 종류, 기반암 암상, 지표면 경사도 및 지표 고도와의 상관도를 분석하였다. 그 결과, 가장 좋은 지시자인 고도와의 상관성(r = 0.41)도 미약하게 나타나서, 상대적으로 작은 면적의 춘천시만을 대상으로 적용하기에는 신뢰성에 한계가 있다고 판단된다.