• 제목/요약/키워드: Frequency-dependent attenuation

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최근 발생지진 관측자료를 이용한 응답스펙트럼 분석 (Analysis of Response Spectrum of Ground Motions from Recent Earthquakes)

  • 김준경
    • 터널과지하공간
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    • 제19권6호
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    • pp.490-497
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    • 2009
  • 최근 발생한 5개의 중규모 지진으로부터 관측된 지반진동 파형을 이용하여 응답스펙트럼을 분석하고 결과를 국내 원자력 관련 구조물의 내진설계 기준과 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계기준과 각각 비교하였다. 연구에 이용된 지반진동 개수는 수평성분 및 수직성분 각각 74개 및 89개이며 주파수별 지반응답을 구하고 최대 지반 가속도 값를 이용하여 정규화 분석을 수행하였다. 본 연구결과를 국내 원자력시설물의 내진기준으로 이용되고 있는 Reg. Guide 1.60과 비교한 결과 특히 약 1 Hz 이상의 전체 고주파수 영역에서 수평 성분 스펙트럼 이 Reg. Guide 1.60 보다 높은 값을 보여 주었다. 수직성분은 약 7~8 Hz 부근에서 약간 초과하였다. 또한 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계기준인 표준 설계응답스펙트럼을 3개 지반조건에 적용한 결과를 분석 자료와 동시에 비교한 결과 특히 약 2초(0.5 Hz) 이하의 단주기 영역의 전체 대역(SE 지반조건)에서 수평 성분 자료처리 결과가 기준을 크게 초과하는 현상을 보여 주었다. 수직성분은 전체 주기 영역에서 SD 지반조건의 기준과 유사한 특징을 보여 주었다. 물론 이러한 현상은 국내 지각의 주파수별 감쇠 및 부지 직하부의 감쇠 특성 등과 복합적으로 관련되어 발생한 현상으로 판단된다. 향후 국내 지진활동 실정에 적합한 내진설계 기준 마련을 위해 관측자료의 질적 향상 및 양적인 축적 등을 통하여 특히 수평 성분의 약 1 Hz 이상의 고주파수 대역에서 응답스펙트럼 기준의 보수성을 심각하게 고려할 필요가 있다.

국내 관측자료를 이용한 수직 응답스펙트럼 특성 분석 (Analysis of Characteristics of Vertical Response Spectrum of Ground Motions from Domestic Earthquakes)

  • 김준경;홍승민;박기종
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제13권3호
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    • pp.227-234
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    • 2010
  • 최근 발생한 30여개의 중규모 지진으로부터 관측된 지반진동 파형을 이용하여 수작 응답스펙트럼을 분석하고 결과를 국내 원자력 관련 구조물의 내진설계 기준과 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계기준과 각각 비교하였다. 연구에 이용된 지반진동 개수는 수직성분 각각 176 개이며 주파수별 지반응답을 구하고 최대 지반 가속도 값을 이용하여 정규화 분석을 수행하였다. 연구결과에 의하면 진앙거리 의존성이 대단히 큼을 보여주었다. 또한 국내 원자력시설물의 내진기준으로 이용되고 있는 Reg. Guide 1.60과 비교한 결과 특히 약 5~7 Hz 이상의 고주파수 영역에서 Reg. Guide 1.60 보다 높은 값을 보여 주었다. 또한 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계기준인 표준 설계응답스펙트럼을 3개 지반조건에 적용한 결과를 분석 자료와 동시에 비교한 결과 약 0.2초(5 Hz) 이하의 단주기 영역의 전체 대역(SD 지반조건)에서 수직 성분 자료처리 결과가 기준을 크게 초과하는 현상을 보여 주었다. 물론 이러한 현상은 국내 지각의 주파수별 감쇠 및 부지 직하부의 감쇠 특성 등과 복합적으로 관련되어 발생한 현상으로 판단된다. 향후 국내 지진활동 실정에 적합한 내진설계 기준 마련을 위해 관측자료의 질적 향상 및 양적인 축적 등을 통하여 특히 수직 성분의 약 5 Hz 이상의 고주파수 대역에서 응답스펙트럼 기준의 보수성을 심각하게 고려할 필요가 있다.

국내 관측자료를 이용한 수평 응답스펙트럼 특성 분석 (Analysis of Characteristics of Horizontal Response Spectrum of Ground Motions from 19 Earthquakes)

  • 김준경
    • 터널과지하공간
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    • 제20권6호
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    • pp.399-407
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    • 2010
  • 최근 발생한 19개의 중규모 지진으로부터 관측된 지반진동 파형을 이용하여 수평 응답스펙트럼을 분석하고 결과를 국내 원자력 관련 구조물의 내진설계 기준과 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계기준과 각각 비교하였다. 연구에 이용된 지반진동은 수평성분 130 개이며 고유진동수별 지반응답을 구하고 최대 지반 가속도 값을 이용하여 정규화 분석을 수행하였다. 연구결과에 의하면 진앙거리 의존성이 대단히 큼을 보여주었다. 또한 국내 원자력시설물의 내진기준으로 이용되고 있는 Reg. Guide 1.60과 비교한 결과 특히 약 5 Hz 이상의 높은 고유진동수 영역에서 Reg. Guide 1.60 보다 높은 값을 보여 주었다. 또한 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계기준인 표준 설계응답스펙트럼을 3개 지반조건에 적용한 결과를 분석 자료와 동시에 비교한 결과 약 0.3초 이하의 단주기 영역의 전체 대역(SD 지반조건)에서 수평 성분 자료처리 결과가 기준을 크게 초과하는 현상을 보여 주었다. 물론 이러한 현상은 국내 지각의 고유진동수별 감쇠 및 부지 직하부의 감쇠 특성 등과 복합적으로 관련되어 발생한 현상으로 판단된다. 향후 국내 지진활동 실정에 적합한 내진설계 기준 마련을 위해 관측자료의 질적향상 및 양적인 축적 등을 통하여 특히 수평 성분의 약 5 Hz 이상의 고주파수 대역에서 수평응답스펙트럼 기준의 보수성을 심각하게 고려할 필요가 있다.

한반도 지진의 지진원 상수 (The Seismic Source Parameters for Earthquakes Occurring in the Korean Peninsula)

  • 김성균;김병철
    • 한국지구과학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.117-127
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    • 2008
  • 한반도와 그 주변에서 발생한 44개의 지진에 대한 지진원 상수들을 결정하여 그들 사이의 관계를 조사하였다. 모서리 주파수와 지진모멘트의 결정에는 Snoke(1987)의 방법을 적용하였다. 일반적으로 하나의 지진에 대하여 다른 관측소에서 결정된 지진원 상수들은 서로 다른 값을 보여 준다. 이러한 불일치는 지진원에서의 에너지 확산과 전파과정중의 감쇠 및 증폭의 방향별 차이에 대한 불충분한 고려에서 기인하는 것으로 해석된다 이러한 방향에 따른 효과를 제거하기 위하여 모서리 주파수와 지진모멘트는 평균값을 취했으며, 이 평균값으로부터 다른 지진원 상수들을 결정하였다. 이 연구에서 구한 정적인 응력강하량은 일정한 크기 이상의 지진에 대하여 지진모멘트와 무관한 경향을 보여 준다. 지진모멘트가 대략 $1.0{\times}10^{22}$ dyne-cm($M_L = 4.0$에 대응) 이하인 지진은 지진모멘트가 감소함에 따라 응력강하량이 감소하는 경향을 보여준다. 이 사실은 어떤 한계규모 이하의 지진에서 지진원 상수들 사이의 비례법칙이 깨짐을 의미한다.

위상 반전 현상을 이용한 덕트 소음 제거기 (Reactive Acoustic Filter based on the Phase Cancellation Effect)

  • 강종민
    • 소음진동
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    • 제9권3호
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    • pp.600-606
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    • 1999
  • 본 논문은 길이 방향에 따라 단면적이 감소하는 경로와 증가하는 경로 2개가 존재할 경우 길이 방향에 따른 단면적 변화율과 경로의 길이에 의하여 특정 주파수에서 음파의 위상이 반대되는 현상이 발생하여 전달 경로 하단에서 해당 주파수의 소음이 상쇄되는 현상을 규명하였다. 단면적 변화를 고려한 1차 파동 방정식을 적용하여 매우 간단한 해석적인 해를 구하였으며, 원형 덕트 내의 속이 빈 콘 형상의 단면적 변화를 적용하여 실험적으로 검증하였다. 질량 효과에 의하여 필터링 주파수는 1, 2차 모드에서는 이론보다 더 낮은 주파수에서 결정되나, 3차 이상 고차 모드에서는 이론식으로 그 해당 주파수를 예측할 수 있다. 본 연구의 결과는 좁은 공간에서 덕트의 특정 소음의 주파수를 제거하여 음질을 개선할 필요가 있는 경우 이를 덕트 내부에 적용하는 콤팩트한 필터로 적용할 수 있다.

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충청 동부지역 지각의 P, S파 감쇠 분석 (Attenuation of High-Frequency P and S Waves in the Crust of Eastern Part of Choongchung Provinces)

  • 경재복;김규동
    • 한국지구과학회지
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    • 제24권8호
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    • pp.684-690
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    • 2003
  • 최근 새로운 행정수도의 이전이 예상된 남한 중부 충청지방에 대한 관심이 고조되고 있다. 우리는 이 지역에서 1996년 9월 이후 한국교원대학교 지진관측망을 설치하석 운영 중이며, 이 관측망 중 2개 관측소에서 기록된 60개의 지진자료를 바탕으로 확장 Coda 규격화법을 이용하여 Q$_P^{-1}$ 과 Q$_S^{-1}$을 동시에 측정하였다. 부족한 자료를 보충하기 위해서 한국지질자원연구원 관측망 중 한국교원대학교 관측망과 지리적으로 인접한 1개의 관측소에서 기록된 33개의 지진자료도 함께 분석하였다. 측정된 Q$_P^{-1}$은 (1.9${\pm}$3.0)${\times}$10$^{-3}$에서 (5.4${\pm}$1.5)${\times}$10$^{-4}$으로, Q$_S^{-1}$은 (2.4${\pm}$1.4)${\times}$10$^{-3}$에서 (6.3${\pm}$1.1)${\times}$10$^{-4}$으로 주파수가 3.0Hz에서 24Hz로 늘어남에 따라 줄어드는 주파수 의존적 특성을 보인다. 이 값을 주파수의 지수형태로 나타내면 Q$_P^{-1}$=0.003f^{-0.62}$, Q$_S^{-1}$=0.006f$^{-0.071}$이다. 이 값들은 지진학적으로 안정한 전 세계의 다른 지역의 값과 유사하며 남한 남동부 지역값에 비해서는 다소 약한 주파수 의존을 나타낸다. 이는 고주파수에서 높은 Q$^{-1}$값 때문이다. 남한 남동부와 충청 동부지역 간의 Q$^{-1}$의 차이를 평가하기 위해서는 보다 많은 관측이 요구된다.

천해환경에서 전구음원을 이용한 지음향인자의 역추정 (Inverse Estimation of Geoacoustic Parameters in Shallow Water Using tight Bulb Sound Source)

  • 한주영;이성욱;나정열;김성일
    • 한국음향학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.8-16
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    • 2004
  • 천해환경에서 저주파 광대역신호와 수직선배열을 이용하여, 퇴적층의 지음향인자(층두께, 종파속도, 종파감쇠계수, 밀도)를 역추정하였다. 역산방법은 모델 기반의 역산으로 유전알고리즘 (Genetic Algorithm)을 이용한 일관적 광대역 정합장처리(Coherent Broadband Matched Field Processing)기법을 사용하였다. 저주파 광대역음원으로 사용된 상업용 전구의 내폭신 호는 짧은 시간동안 많은 변화를 포함하는 천이신호이기 때문에, 분석시 시간과 주파수에 따른 창함수의 조절이 요구되는데, 주기신호분석에 주로 사용되는 퓨리에 기반의 분석방법은 이러한 점에서 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 해양도파관에서 근거리 음파전달 시 계측된 시계열신호로부터 다중경로성분을 구분하고 추출하기 위하여 시간-주파수영역에서 창함수의 크기조절이 가능한 웨이블릿 변환을 통한 신호 분석을 수행하였고, 분석된 실측음장과 계산된 복제음장의 연속웨이블릿 계수를 상호상관 시킴으로써 비용함수를 정의하였다. 비용함수의 전역최고점을 찾는 최적화 과정을 통하여 각 퇴적층의 지음향인자들을 역추정하였다. 특히 역산인자의 민감도에 따른 퇴적층별, 인자별, 분리연산을 수행함으로써 최적화과정에서 참값으로의 수렴효율을 높였다. 역산의 결과 실험해역 퇴적물 상층부에는 두께 44.43m, 음속 1549 m/s의 모래-실트-점토질(sand-silt-clay)층이 존재하고, 그 하부에는 12.28m 음속 1993 m/s의 거친모래질(Coarse sand)층의 존재를 추정해 내었다. 또한 역산 결과를 시추자료 및 탄성파 자료와 비교함으로써 본 논문에서 제안한 역산 방법의 유효성을 확인하였다.

파쇄대 반사에너지의 AVO 및 복소트레이스 분석에 관한 모형연구 (A Modeling Study on the AVO and Complex Trace Analyses of the Fracture Bone Reflection)

  • 한수형;김지수;하희상;민동주
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제2권1호
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    • pp.33-42
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    • 1999
  • 천연가스 저류층의 부존 특성을 파악하는데 주로 이용되고 있는 AVO 및 복소분석법을 파쇄대와 같은 지반환경의 주요 불연속면에 적용하는데 그 초점을 두었다. 연구에 이용된 시험자료는 수평 파쇄구조에 대하여 일반화된 맥스웰체 근사법을 적용한 점탄성매질에서의 수치모형자료이다. 수평 파쇄구조에 대한 AVO분석에서 반사 P파의 특성은 지하매질의 음향 임피던스 차이와 기하학적 계수인 오프셋에 따라 다양하게 나타나며 구배중합 단면도 및 오프셋조절 중합단면도에서 효과적으로 해석되는데, 입사각이 커질수록 진폭이 감쇠되는 특성을 보인다. 중합자료에 대한 복소트레이스 플롯(순간진폭, 순간주파수, 순간위상)에서 파쇄대의 상$\cdot$하부 경계는 강한 진폭과 동일한 위상으로 특징 지워지며, 파쇄대 구간 및 직하부는 저주파 특성을 보인다. 파쇄대와 주위 매질의 Q-대비에 따라 다르게 나타나는 진폭감쇠와 파형분산은 역 Q-필터링으로 효과적으로 보상되었다.

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선천성 고혈압 흰쥐와 정상혈압 흰쥐의 교감신경성 신경전달에 미치는 부신수질 및 Renin-Angiotensin계의 역할 (Regulatory Role of Adrenal Medulla and Renin-Angiotensin System in Sympathetic Neurotransmission in Spontaneously Hypertensive and Normotensive Rats)

  • 김인겸;김중영
    • 대한약리학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.75-86
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    • 1994
  • 선천성 고혈압 흰쥐(SHR)와 정상혈압 흰쥐에서 교감신경성 신경전달에 미치는 부신수질 및 renin-angiotensin계의 역할을 알아보기 위해, 부신수질을 제거하거나 angiotensin 변환 효소 억제제를 장기간 처치한 뒤 중추신경계가 파괴된 상태에서 절전신경을 자극했을 때 나타나는 승압반응과 대동맥의 catecholamine농도 및 angiotensin 변환 효소 활성도의 변화를 비교 검토하였다. 부신수질을 제거하더라도 중추신경계를 파괴하기 전후의 혈압에는 영향을 주지 못했으며, 절전 신경 자극에 의한 승압반응은, 자극 주파수에 의존적으로 증가하였으며 prazosin 전처치로서 거의 완전히 억제되었다. 정상혈압 흰쥐에서와는 달리, 선천성 고혈압 흰쥐에서는 부신수질을 제거했을 때는 절전신경 자극에 의한 승압반응이 부신수질을 제거하지 않는 군(이하 대조군)에 비하여 유의하게 약화되었다. SHR에서 부신수질 제거로 부신 catecholamine 함량은 현저히 감소되었고, 혈청의 angiotensin 변환 효소 활성도는 감소되는 경향을 나타내었다. 그러나 혈장 및 대동맥 절편의 catecholamine 함량, 대동맥 절편의 angiotensin 변환 효소의 활성도는 대조군과 유의한 차이가 없었다. 그러나 WKY에서는 부신수질이 제거된 군에서 대동맥 절편의 angiotensin 변환 효소의 활성도와 catecholamine함량이 대조군에 비해 유의하게 증가되어 있었다. Enalapril처치에 의해서 선천성 고혈압 흰쥐 평균 혈압은, 부신 catecholamine 함량 및 대동맥 절편의 angiotensin 변화 효소의 활성도와 함께 현저히 저하되어 정상혈압 흰쥐와 유사하였다. 그리고 선천성 고혈압 흰쥐에서 부신수질의 제거로 절전신경 자극에 의한 승압반응이 대조군에 비하여 약화되는 현상은 enalapril을 처치하였을 때는 관찰되지 않았다. 이상의 결과로 미루어보아 교감신경성 신경전달을 항진시키는 부신수질의 작용은 renin-angiotensin계의 활성화에 의존적이었으며, 부신수질의 제거로 정상혈압 흰쥐에서는 renin-angiotensin계가 보상적인 조절이 일어났으나, 선천성 고혈압 흰쥐에서는 보상적인 조절이 일어나지 않았다.

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수도권과 경상 분지 동부 지역 지각의 Q 값 비교 분석 (Comparative Analysis of the Q Value between the Crust of the Seoul Metropolitan Area and the Eastern Kyeongsang Basin)

  • 박윤정;경재복;도지영
    • 한국지구과학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.720-732
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    • 2007
  • 수도권과 경상 분지 동부일대의 98 개 지진자료에 확장 Coda 규격화법을 적용하여 $Q_P^{-1}$$Q_S^{-1}$을 구하였다. 중심 주파수 1.5 Hz에서 24 Hz로 증가할수록 수도권 일대의 $Q_P^{-1}$$(4.0{\pm}9.2){\times}10^{-3}$에서 $(4.1{\pm}4.2){\times}10^{-4}$$Q_S^{-1}$$(5.5{\pm}5.6){\times}10^{-3}$에서 $(3.4{\pm}1.3){\times}10^{-4}$로 감소한다. 경상분지 동부일대의 $Q_P^{-1}$$(5.4{\pm}8.8){\times}10^{-3}$에서 $(3.7{\pm}3.4){\times}10^{-4}$$Q_S^{-1}$$(5.7{\pm}4.2){\times}10^{-3}$에서 $(3.5{\pm}1.6){\times}10^{-4}$로 감소한다. 수도권 일대의 결과를 주파수의 지수형태로 나타내면 $Q_P^{-1}$$Q_S^{-1}$$0.005f^{-0.89}$$0.004f^{-0.88}$이며, 경상분지 동부 일대에서는 $0.007f^{-1.02}$$0.006f^{-0.99}$로 각각 나타낼 수 있다. 이는 $Q_S^{-1}$는 두 지역이 거의 유사하나 $Q_P^{-1}$값이 경상 분지 동부 일대가 수도권 일대에 비해 상대적으로 약간 높음을 알 수 있다. 이는 아마도 경상분지 동부 지역의 지각이 지진학적으로 불균질성이 다소 더 크다고 추정된다. 그러나, 세 계의 여러 다른 지역의 값과 비교해 보면 수도권 일대와 경상 분지 동부 일대 지각은 모두 순상지의 범주에 해당하는 값을 나타낸다.