• 한국지구과학회지
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• 제30권7호
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• pp.810-823
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• 2009

지진원 상수의 정밀한 결정과 지진재해의 예측에 있어서 결정적인 요인의 하나는 부지증폭 특성에 관한 상세한 정보이다. 한반도 광대역 지진관측소의 부지증폭 특성이 0.2-20 Hz 범위 내에서 주파수의 함수로 추정되었다. 한반도 남부에서 2003년부터 2008년까지 관측된 43개의 지진에 대한 총 1275개의 지진기록이 사용되었다. 지진동 모델의 역산으로부터 추정된 28개소의 관측소에 대한 부지증폭비는 수직대 수평(H/V) 스펙트럼비로부터 얻어진 증폭비와 몇몇 관측소를 제외하고는 대체로 그 값이 일치하는 것이 발견되었다. 이 연구에서 얻어진 주파수별 부지증폭 특성은 어떤 뚜렷한 공간분포를 보이지 않았다. 또한 부지증폭 특성은 기반암 종류보다는 풍화의 정도와 크게 관련이 있는 것으로 나타났다. 주파수별 부지증폭비를 참조하여 28개소의 광대역 관측소를 4개의 그룹으로 나누었고, 그룹별 특징에 대하여 본문에 서술하였다.

• 터널과지하공간
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• 제16권6호
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• pp.486-494
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• 2006

주파수 영역에서 H/V 스펙트럼비를 구하는 방법은 부지 지반증폭함수를 평가할 때 자주 사용되는 방법이다. 이 방법은 Nakamura에 의해 처음으로 제시되었으며 주로 표면파를 이용하였다. 본 논문에서는 H/V 스펙트럼비를 분석한 결과를 이용하여 국내에 분포되어 있는 지진관측소 부지의 지반증폭 특성을 분석하였으며 이를 위해 본진을 포함한 12개의 후쿠오카 지진으로부터 관측된 지반진동 자료가 이용되었다. 분석결과 대부분의 지진관측소의 H/V 스펙트럼비는 저주파수 영역에서는 변화가 거의 없는 지반증폭 특성을 보여주었다. 하지만 고주파수 영역의 H/V 스펙트럼비는 지진관측소에 따라 우세 주파수 및 1개 또는 여러 개의 지역 피크값을 가지고 있는 것과 같이 특징적인 지반증폭 특성을 보여 주었다. 물론 지반증폭 특성 자체도 부지에 대해 중요한 정보를 제고한다는 점에서 중요하지만 관측된 지반진동 자료를 이용하여 지진원 및 지각감쇠 특성 요소를 분석할 경우 결과값의 왜곡을 피하기 위해 지반증폭 특성을 제거할 필요가 있다.

• 자원환경지질
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• 제41권2호
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• pp.225-242
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• 2008

이 연구에서는 coda파 스펙트럼 비를 이용하여 한반도 남부의 광대역 지진관측소 23개소에 대한 부지효과를 추정하였다. 원리적으로 부지효과는 지진원과 전달과정중의 감쇠효과를 제외한 관측소 하부에서의 순수한 증폭효과만을 의미한다. 그러나 이 연구에서 구한 부지효과는 모든 관측소의 평균값에 대한 상대적인 부지증폭률과 같다. 2001년 1월부터 2007년 1월 사이에 발생한 규모 2.5부터 5.1까지의 지진 35개로부터 기록된 500개의 3성분 파형이 부지증폭효과를 얻기 위해 사용되었다. 부지증폭률은 중심주파수를 0.2, 0.5, 1,2, 5, 10, 15, 및 20 Hz로 하는 주파수대역에 대해서 계산하였다. 횡단성분과 방사성분의 수평 2성분에 대한 부지증폭률은 모든 주파수 대역에서 서로 일치하나, 수직성분의 증폭률은 수평성분에 비하여 일관되게 낮게 나타났다. 또한 증폭률은 저주파 보다는 고주파에서 일반적으로 증폭의 정도가 큰 경향을 보였다. 부지증폭률은 2 Hz 이하의 저주파에서 1.5 이상의 높은 값을 갖는 기상청과 한국지질자원연구원의 백령도 관측소(BRD1과 BRD2)를 제외한 나머지 관측소에서 0.5와 1.5사이의 값을 갖는다. SEO, SNU, HKU, NPR 및 GKP1 관측소들은 5${\sim}$20Hz범위의 고주파 대역에서 1.5 이상의 높은 값을 보였으며, 특히 GKP1 관측소는 1.8${\sim}$7.8 범위의 높은 증폭값이 나타났다. 또한 KWJ, SND 및 ULJ 관측소는 0.5이하의 낮은 값을 나타내었다. 부지증폭률의 공간적 분포는 한반도 남부에서 대체로 북동부가 남서부에 비해 증폭의 정도가 낮은 경향을 보여 준다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권3호
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• pp.203-218
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• 2010

지진 지반운동의 증폭 유발 요인인 부지 효과는 지역적 및 국부적 부지 조건에 직접적인 영향을 받게 됨에도 불구하고, 현행 국내 내진 설계 기준의 부지 분류와 그에 따른 부지 증폭계수는 미국 서부 지역의 기준을 준용한다. 이러한 내진 기준의 경우, 단주기와 중장주기에 관한 두 종류의 부지 증폭계수들을 30 m 심도까지의 평균 전단파속도라는 기준에 따라 A 부터 E까지의 다섯 종류로 분류한다. 본 연구에서는 국내 부지 조건을 반영한 부지 분류 체계를 제시할 목적으로, 경주, 홍성, 해미, 사천의 네 지역에 대해 체계적인 부지 특성 평가를 수행하였으며, 현장에서는 지표면부터 기반암까지의 전단파속도 깊이분포를 결정하고 실내에서는 지반의 비선형적 물성을 획득하였다. 국내 토사층은 미국 서부에 비해 상대적으로 얕고 강성이 크게 파악되었고, 그로 인해 국내의 부지 주기는 상대적으로 작고 좁은 범위에 분포하였다. 현장과 실내에서 구한 지반 특성을 이용하여 등가선형 및 비선형 기법을 적용한 다양한 부지고유 지진응답 해석을 총 75부지를 대상으로 실시하였다. 해석 결과로부터 현행 국내 기준에 정의된 부지 증폭계수는 지반운동을 단주기에서는 과소 평가하고 중장주기에서는 과대평가함을 알 수 있었다. 이러한 차이는 국내와 미국 서부간의 기반암 심도를 포함한 국부적 지반 특성들의 차이로 인한 것이다. 본 연구의 해석 결과와 한반도 대상의 선행 연구 결과들을 토대로 대표 기준인 부지 주기와 추가 기준으로서의 30 m 보다 얕은 심도까지의 평균 전단파속도를 도입함으로써, 국내 지역적 부지 특성을 고려한 지반운동과 설계 스펙트럼을 신뢰성 높게 결정할 수 있는 새로운 부지 분류 체계를 개발하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.27-34
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• 2009

지진원, 지각감쇠 및 구조물과 지반상호간의 동적 특성 등을 신뢰성 있게 평가하기 위해 지반의 증폭특성을 반드시 고려하여야 한다. 주파수 영역에서 H/V 스펙트럼 비를 구하는 방법은 Nakamura(1989)에 의해 처음으로 제시되어 초기에는 지반의 상시미동의 표면파의 특성을 이해하기 위해 제시되어 한계점이 존재하나 근래에 와서 강진동의 전단파 에너지 등에 적용범위가 확장되면서 지반의 동적인 증폭특성(지반증폭함수) 연구에 많이 이용되고 있다. 본 논문에서는 오대산 지진(2007/01/20)으로부터 관측된 9개의 지반진동을 이용하여 H/V 스펙트럼 비를 분석하였고 결과를 이용하여 국내에 분포되어 있는 지진관측소 부지의 지반증폭 특성을 분석하였다. 분석결과 대부분의 지진관측소의 H/V 스펙트럼 비는 저주파수 영역에서는 고주파수 영역에 비해 다소 안정된 지반증폭 특성을 보여주었다. 하지만 지진관측소마다 고유주파수, 고주파수 및 저주파수 대역에서 서로 다른 지반증폭 특성을 보여주었다. 특히 각각 관측소 부지의 고유주파수는 각 관측소의 지진자료의 질을 좌우하므로 정확한 분석이 필요하다. 관측된 지반진동 자료를 이용하여 지진원 및 지각감쇠 요소를 분석할 경우 결과값의 왜곡을 피하기 위해 지반증폭 정보를 제거하면 신뢰성이 보다 향상된 값을 얻을 수 있다. 물론 지반증폭은 국내 지반의 분류 연구에 중요한 정보를 제공한다는 점에서 대단히 중요하다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.29-42
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• 2005

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.

• 한국지리정보학회지
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• 제19권4호
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• pp.17-35
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• 2016

지진으로 인한 재난은 지반운동의 증폭과 관련된 부지효과의 차이로 인해 흔히 견고한 토사나 암반에 비해 연약한 토사 지역에서 심하게 나타나고 있다. 지역적 관점에서 이러한 차이는 대상 영역 전체의 토사 지층 분포의 예측을 통해 우선 파악할 수 있다. 토사는 대개 내륙에 비해 강이나 해안 주변에서 두껍게 발달하고 있다. 본 연구에서는 해안 대도시 인천을 대상으로 부지효과를 평가하고 지진재해 정보를 제공하고자, 연구 영역 전체의 지반지층에 대해 GIS 기반의 공간예측을 수행하였다. 약 7,000 여공의 기존 시추조사 자료를 수집하여 GIS DB로 구축하였으며, 추가적으로 현장답사를 통해 지표지반 자료들을 확보하였다. 구축된 지반 DB를 토대로 부지고유 지진응답 매개변수들에 관한 공간구역화 지도들을 지역 지진대책에서의 활용을 위해 제시하였다. 지반지진공학 매개변수별 공간 구역화 수행을 통해 인천 확장영역의 지진위험도를 평가하고, 부지분류 구역정보를 도출함으로써 내진설계의 부지증폭계수를 결정하였다. 이 때 대상 영역 전체에 걸쳐 부지분류에 관한 공간구역화를 부지응답 매개변수별로 수행하고 각 매개변수별 공간분포를 비교하였다. 이에 따라 인천 행정 단위별로 부지주기의 공간구역화를 수행하였으며, 지반지진공학적 취약부지를 평가함으로써 해안 대도시에서의 지진재해 저감을 위한 의사결정 지원의 활용가능성을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.7-12
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• 2001

본 노문은 임의형상의 퇴적층을 갖는 반부한 영역내에서 SH하가 경사지게 입사할 때의 지진응답을 연구하였다. 그리고 비균질 퇴적층인 반무한 영역에서 파의 증폭을 다루었다. 사용한 수치해석 방법으로는 유한요소법과 경계요소법을 결합하여 수치해석하였다. 반무한 영역에서 자유장 응답과 정해를 비교 분석한 결과 잘 일치하여 검증되었다. 불규칙한 형상의 비균질 퇴적층을 갖는 부지에서의 지진응답 해석은 본 연구에서 개발한 수치해석 방법으로 가능하다. 따라서 임의 층상구조를 갖는 연약층에서의 SH파 증폭과 임의 각도와 입사하는 SH파에 대한 지진응답을 해석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.25-34
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• 2012

최근 제안된 2-매개변수 지반분류 방법 및 지반 증폭계수가 국내 지반조건 및 지반증폭특성에 적합함을 검증하기 위하여 내진설계기준연구II, Eurocode-8, 현재 개정중인 미국 동부지역 NYC DOT 내진설계기준과 비교를 수행하였다. 유사한 조건의 지반 조건에 대하여 각 기준의 설계응답스펙트럼을 비교한 결과, 2-매개변수 지반분류, Eurocode-8, NYC DOT 내진설계기준은 일반적인 국내 지반특성인 단주기 영역의 증폭을 크게 고려하고 있는 반면, 내진설계기준 연구II는 장주기 영역의 증폭을 크게 평하는 것으로 나타났다. 추가적으로 경주시 $10km{\times}10km$ 지역내 50개 부지에 대한 지반응답해석 결과를 확보하고, 이를 내진설계기준연구II 및 2-매개변수 지반분류 방법에서 제안하는 지반 증폭계수와 2차원 공간적인 비교를 수행하였다. 단주기 및 장주기 증폭계수 모두에 대하여 내진설계기준연구II가 2-매개변수 지반분류 방법에 비하여 부지응답해석 결과와의 오차값이 월등히 큰 것으로 평가되어, 2-매개변수 지반분류 방법에서 제안하는 지반 증폭계수의 타당성을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권4호
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• pp.203-210
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• 2013

화천 시추공 지진관측소의 부지특성을 살펴보기 위해 지표와 시추공 자료에 기록된 배경잡음과 지진신호의 특성을 분석하였다. 배경잡음을 분석한 결과, 비교적 잡음유입이 적은 밤 시간대에 비하여 낮 시간대에서 지표/시추공 잡음에너지 비가 약 15배 높게 나타났으며, 저주파에서 고주파로 갈수록 지표/시추공 스펙트럼 비가 크게 나타났다. 지진신호에 대해서는 P파와 SH파의 우세주파수 양상을 비교하였는데, 진앙거리가 가깝고, 규모가 작은 국내지진은 지표자료에서 8 Hz와 46 Hz에서 우세주파수를 보이며 시추공 자료와 다른 값을 나타내었다. 이는 수평/수직 스펙트럼 비 분석으로 구한 퇴적층의 공명주파수(7.4 Hz, 46 Hz)와 일치하며 상부 퇴적층에 영향을 받아 증폭현상이 나타나고 있음을 시사한다. 이번 연구를 통해 지표 관측소에 비하여 시추공 관측소에서는 배경잡음이 최대 20,000배 이상 감소되고, 상부퇴적층에 의한 증폭현상이 나타나지 않아 양질의 자료를 획득하여 지진관측능력이 향상될 수 있음을 알 수 있었다.