• 지구물리와물리탐사
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• 제16권3호
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• pp.190-195
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• 2013

화천 지진관측소의 시추주상도와 56일간 기록한 상시미동자료 및 3개 원거리 지진이벤트($M_w{\geq}6.0$)를 이용하여 천부 횡파속도(${\nu}_s$)를 구하였다. 지표에서 기록한 상시미동자료의 수평성분/수직성분 스펙트럼비로부터 10 m 두께의 토양층의 ${\nu}_s$(${\nu}^s_s$= 296 m/s)를 결정하였다. 지표로부터 시추공 센서가 설치된 96 m 깊이까지의 평균 ${\nu}_s$($\bar{\nu}_s$= 1,309 m/s)는 3개의 원거리 지진이벤트를 지표 및 시추공 센서로 기록한 자료들의 스펙트럼 상관도로 계산하였다. 이렇게 계산한 ${\nu}^s_s$와 $\bar{\nu}_s$값을 이용하여 계산한 기반암의 ${\nu}_s$는 2,150 m/s이며, 30 m까지의 평균 ${\nu}_s$는 696 m/s이다. 화천 관측소 부지는 비교적 양호한 것으로 판단되며, 이 연구를 통해 구해진 천부 ${\nu}_s$는 향후 지반의 부지증폭효과 및 지진재해의 정량적 평가에 활용될 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제44권6호
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• pp.594-610
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• 2023

상시미동을 이용한 수평-수직 스펙트럼 비 방법은 해당부지의 공명주파수와 지반증폭 계수를 추정하여 퇴적층 두께 및 부지응답 등 지반특성을 평가하기 위해 널리 사용된다. 이 연구는 배경잡음을 관측한 깊이와 풍속 변화가 HVSR 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 지표형 지진계와 지중형 지진계가 설치되어 있는 8개 지진관측소를 선택하여 연구를 진행하였다. 분석결과를 종합해서 지진센서가 설치된 깊이에서의 지질학적 특성이 HVSR 결과에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한 결정된 공명주파수는 지진센서가 설치된 퇴적층 전체 두께를 지시한다. 지표에서 관측한 배경잡음을 분석하면 풍속 변화에 따라 공명주파수가 다르게 추정된다. 이번 연구에서 분석한 결과는 지중 20-66 m 깊이에서 관측한 배경잡음은 풍속 변화에도 불구하고 공명주파수가 일정하게 추정되었다. 지중 100 m 이상의 깊은 깊이에서 수집한 상시미동 자료를 HVSR 분석하는 것은 결과가 불안정하다. 이번 연구는 지진계를 얕은 깊이(~0.3 m)에 매설하고 약한 풍속에서 관측한 자료를 사용하여도 HVSR 분석 목적을 달성하기에 충분한 결과를 얻을 수 있음을 보여준다.

• 한국지구과학회지
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• 제31권6호
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• pp.541-554
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• 2010

한반도 남서부 지역의 상시미동의 특성을 알아보기 위하여, 해안 지역(군산 136 지점)과 내륙 지역(전주 117 지점)에서 15분 씩 상시미동 자료를 획득하여 수평 대 수직 스펙트럼 비(HVSR, Horizontal to Vertical Spectral Ratio) 분석을 실시하였다. 상시미동의 에너지 스펙트럼은 내륙 지역에 비해 해안 지역에서 저주파 대역의 에너지가 크다. 이것은 서해의 파랑과 조류, 군산의 북쪽을 지나는 금강의 영향으로 보인다. 상시미동을 24시간 관측한 결과, 인간 활동과 연관된 상시미동 에너지는 변하나 상시미동 HVSR의 정점주파수($F_0$)는 변함이 없어, 하루 중 어느 시간에 관측해도 $F_0$의 안정된 값을 구할 수 있음을 시사한다. 관측점의 상시미동 피크를 싱글피크(single peak), 더블피크(double peak), 브로드피크(broad peak), 노피크(no peak)의 4 종류로 분류한 결과, 전체 관측점의 90 % 이상에서 정점주파수를 구할 수 있었다. 상시미동 $F_0$ 분포도는 기반암의 깊이가 얕은 구릉지에서 높은 주파수를, 하천 부근과 매립지에서 낮은 주파수를 보여 지형과 높은 상관관계를 보였다. 상시미동 $F_0$의 진폭($A_0$)은 전주지역에서는 하천의 하류에서 약 4 정도, 군산지역의 최근 매립지에서 대단히 높은 값(10 이상)을 나타낸다. 지진 발생시 매립지의 피해를 줄이기 위해서는 매립지의 부지반응에 대한 연구와 이에 따른 재해대책이 요구된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.53-61
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• 2008

지진파는 진원지로부터 지표면으로 전파되는 과정에서 전파경로와 부지증폭정도의 차이, 그리고 비균질한 지반에서의 지진파 산란 등으로 인하여 공간적으로 변이하게 된다. 공간적으로 변이하는 지진파는 교량과 터널과 같이 종단방향 길이가 긴 구조물에 큰 영향을 미칠 수 있다. 지진파의 공간적 변이성이 교량에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려져 있지만 터널에 미치는 영향에 대해서는 체계적인 연구가 수행된 바 없다. 본 연구에서는 공간적으로 변이하는 지진파에 대한 터널의 응답을 예측하기 위한 새로운 기법을 개발하였다. 개발된 기법의 핵심은 이격거리별 계산된 공간적으로 변이하는 지진파의 시간이력으로부터 생성되는 종단방향 변위 주상도이다. 종단방향 변위 주상도는 일련의 3차원 유사정적 유한요소해석을 수행하는데 사용되었다. 해석결과, 공간적으로 변이하는 지진파는 터널에 종단방향 휨을 유발하며 터널 라이닝에 큰 축력이 발생할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 특히 지반의 특성이 변이하는 경계면에서 영향이 큰 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.133-141
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• 2024

유체-구조물-지반 상호작용을 고려한 액체저장탱크의 유한요소 모형을 제시하고, 비선형 지진응답 해석기법을 정식화한다. 탱크 구조물은 기하 및 재료 비선형 거동을 고려할 수 있는 쉘 요소로 모델링한다. 유체의 거동은 acoustic 요소로 구현하고, interface 요소를 사용하여 구조물과 결합한다. 지반-구조물 상호작용을 고려하기 위해 지반의 근역과 원역을 각각 solid 요소와 perfectly matched discrete layer로 모델링한다. 예제 20만 kl급 액체저장탱크의 지진취약도 해석에 적용하여, 유연한 지반에 구조물이 놓인 경우 부지에서의 암반노두운동의 증폭 및 필터링으로 인해 지진취약도의 중앙값과 대수 표준편차가 감소하는 것을 관찰할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.27-37
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• 2009

지진파의 푸리에 가속도스펙트럼(Fourier Acceleration Spectrum)에 기반한 계측진도 평가방법(Sokolov and Wald, 2002)의 국내 적용성을 평가하기 위해 관련 논문(연관희 등, 2009)에서 평가된 국내 지진의 진도 MMI ${leq}$ IV 범위에 대한 진도별 FAS 평균(m)과 표준편차(${\sigma}$) 모델을 이용하여, FAS 진도평가방법의 타당성을 평가하여 보았다. FAS 통계특성 모델 평가시 사용된 지진관측자 료의 FAS를 이용하고 본 연구에서 프로그램으로 구현된 FAS 진도평가기법을 적용할 경우 관측된 진도를 ${\sigma}$ = 0.74 MMI의 오차로 추정할 수 있었으며, 오차의 지진규모-거리 의존성을 추가로 보정할 경우 오차를 ${\sigma}$ = 0.61 MMI 까지도 저감할 수 있었다. 또한 본 방법을 MMI ${\leq}$ IV에 대한 국내 FAS 통계특성 모델과 MMI ${\geq}$ V에 대한 전 세계 FAS 통계특성 모델을 함께 이용하여, 진도 VI 이상인 국내 피해지진의 진도를 미소지진관측자료의 지진원특성을 이론적으로 증가시켜 도출된 스펙트럼을 이용하여 추정한 결과 최대 진도추정 오차 0.63 이내로 예측할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권2호
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• pp.137-147
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• 2008

2007년 1월 20일 발생한 '오대산지진(M = 4.8)'의 특징적인 점은 근거리 지역 관측소인 DGY(기상청 대관령, 진앙거리 = 7 km)에서 기록된 비정상적으로 높은 PGA(최대지반가속도) 관측값(< 0.1 g)이다. 한편 DGY 관측소는 진앙지인근에 위치한 매우 양호한 지진관측소(연관희와 서정희, 2007)로 분류되므로 지진파전달이나 부지증폭특성으로는 설명될 수 없으며, 고주파지진동에 큰 영향을 주는 지진원 특성인 단층파열방향성(rupture directivity)에 의한 것으로 예비 해석될 수 있다. 이 연구에서는 Boatwright (2007)의 방법을 이용하여 단층파열속도(v)의 전단파속도(c)에 대한 상대적 비(= v/c) 및 파열진행방향과의 이격각(${\theta}$, deviation angle)에 대한 함수로 주어지는 일방향 단층파열방향성(unilateral rupture directivity)을 추정하였다. 이러한 단층파열방향성을 평가하기 위해 진앙지 인근 지역의 지진관측소에 대한 점지진원 스펙트럼 모델(Boore, 2003)에 대한 예측오차를 오대산지진의 전 여진 관측자료을 이용하여 계산한 후, 본진 관측자료를 이용한 예측오차와 상대적으로 비교하였다. 본진의 전 여진에 대한 상대적인 스펙트럼 예측오차로부터 관측소별 PGA의 상대적인 크기를 추정하고 이 결과를 이용하여 오대산지진의 단층파열 방향성을 평가한 결과, 오대산지진 인근에서의 높은 PGA 관측값은 NWW-SEE 방향의 북측으로 고각을 갖는 단층면상에서 SE 방향을 따라 거의 수직하게 지표면으로 빠르게 진행된 단층파열의 영향으로 해석되었다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.45-56
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• 2019

본 연구는 수도권 지역의 전력구 매설지반을 대상으로 지진 재현주기 1,000년을 고려한 최대기반암가속도 0.154g로 설정하여 지진시 위험을 평가하였다. 이때, 지진시 위험도 평가는 총 3단계로 진행하였으며 1단계는 대상지역의 지반조사 정보를 기초로 지반분류를 우선 실시한 후, 액상화 발생가능성을 파악할 수 있는 Macro영역 기법인 지반증폭계수를 이용한 액상화 발생가능지수(LPI, Liquefaction Potential Index) 재해지도를 이용하여 후보지를 선정한다. 2단계 위험도 평가는 1단계 평가에서 액상화 발생가능성이 매우 높게 판정된 전력구 주변의 시추주상도를 바탕으로 부지특성을 반영한 지진응답해석을 수행하고 이를 토대로 액상화 발생가능성 지수를 재산정하여 지진시 액상화 위험도를 상세평가 하였다. 3단계는 시추공자료를 기반으로 하는 한계성을 보완하기 위하여 2단계에서 액상화 발생가능성이 높게 평가된 대상 전력구의 현장조사를 실시하여 건설시 보강공법적용, 내진설계적용 및 현장상태 등을 고려하여 최종적으로 액상화 위험도를 평가하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.41-53
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• 2022

본 연구에서는 도시철도에 인접하여 암반굴착공사를 실시할 때 발생하는 지반진동이 도시철도 구조물에 미치는 영향을 수치 해석을 통하여 검증하였다. 암반굴착공사는 발파공사와 굴착기계공사의 두 경우에 대하여 실시하였다. 발파공사는 굴착부지가 넓은 경우에 정밀진동제어방법과 소규모진동제어방법에 대한 해석을 실시하고 실무에서 기준처럼 사용하고 있는 발파진동 영향권을 검증하였다. 이 발파진동 영향권에서 제시하는 발파 이격거리는 범위가 매우 커서 범위 값 중 최소치에 발파점이 위치할 때 진동한계치를 넘어갈 수 있다. 굴착기계공사는 천공공사를 위한 어스오거와 착암공사를 위한 브레이커에 의한 지반진동이 도시철도 구조물에 미치는 영향을 검증하였다. 시험시공을 통하여 어스오거와 브레이커의 지반진동을 측정하고 보정을 거쳐서 수치해석을 위한 입력하중을 산출하였다. 수치해석은 터널구조, 개착식 박스구조, 고가교량구조에 대하여 실시하였다. 터널구조의 해석에서 결과는 어스오거는 현장 추정치와 비슷하나 브레이커에서는 현장에서 얻어지는 추정치보다 작다. 발파공 사이의 충전매질을 통한 충격파 전파 효과를 수치적으로 시뮬레이션하고 검증하였다. 개착식 박스구조에서는 굴착공과 박스사이의 매립토가 지반진동을 증폭시키는 형상이 발생하며 진동파가 박스구조물에 도달하면 일정한 값으로 수렴한다. 고가교량의 경우에는 진동하중이 상대적으로 작은 어스오거 지반진동은 파일기초에 도달하면서 작아지는데, 상대적으로 크고 주기적인 브레이커 지반진동은 교량 상부구조에 추가적인 지반 진동하중으로 작용함을 볼 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.87-97
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• 2009

지진계수는 지진재해도 함께 지표면에서의 설계응답스펙트럼을 생성하는데 사용된다. 지진계수는 일반적으로 결정론적인 방법으로 도출되는 반면 지진재해도는 확률론적으로 계산되어 이들은 혼용될 수 없으나, 국내외 내진설계기준에서는 이들을 명확한 근거없이 혼용하고 있다. 이와 같은 근본적인 문제점을 해결하기 위해서 본 연구에서는 기존의 지진재해분석과 암반노두에서는 동일한 결과를 재현하되 지반응답해석 기능을 추가하여 토층에서의 부지증폭현상을 고려한 확률론적인 지진계수를 도출할 수 있는 신(新) 지진재해분석 기법을 적용하였다. 신(新) 지진재해분석 기법의 또다른 장점은 지반의 불확실성과 임의성을 합리적으로 고려할 수 있다는 점이다. 본 연구에서 계산된 확률론적 지진계수는 내진설계기준(II)과 국내에서 제안된 지진계수 세트들과 비교하여 차이점을 분석하였다. 비교 결과, 내진설계기준(II)과는 현격한 차이가 있는 반면, 또다른 지진계수와는 일부 지반분류에서만 차이가 나는 것으로 나타났다.