• Earthquakes and Structures
• /
• 제9권3호
• /
• pp.625-637
• /
• 2015

It is usual in design and assessment of structures to isolate the effects of vertical and horizontal excitations by ignoring their coupling effects. In this situation, total structural response is obtained by employing the well-known combination rules whereby independent assumed response components of earthquakes are combined. In fact, the effects of the simultaneity of the ground motion components are ignored. In this paper, the effect of vertical excitation on horizontal response of structures, the coupling of vertical and horizontal responses, has been evaluated. A computer program is prepared to perform nonlinear dynamic analysis based on the derived governing equations of coupled motions. In the case of simultaneous excitation the results show significant increases in spectral displacement in some periods of vibration in comparison to only horizontally excited systems. Moreover, whenever ratio of the vertical peak ground acceleration to horizontal one become larger, the significant increase in horizontal spectral displacements are observed.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제27권2호
• /
• pp.111-118
• /
• 2023

The 2017 Pohang earthquake afflicted more significant economic losses than the 2016 Gyeongju earthquake, even if these earthquakes had a similar moment magnitude. This phenomenon could be due to local site conditions that amplify ground motions. Local site effects could be estimated from methods using the horizontal-to-vertical spectral ratio, standard spectral ratio, and the generalized inversion technique. Since the generalized inversion method could estimate the site effect effectively, this study modeled the site effects in the Korean peninsula using the generalized inversion technique and the Fourier amplitude spectrum of ground motions. To validate the method, the site effects estimated for seismic stations were tested using recorded ground motions, and a ground motion prediction equation was developed without considering site effects.

• 지질공학
• /
• 제31권2호
• /
• pp.211-222
• /
• 2021

포항지진은 2017년 규모 5.4의 포항시 북구 북쪽 7.5 km 부근에서 발생하였다. 지진피해가 크게 발생한 경상북도 포항 북구 지역의 상시미동의 특성을 알아보기 위하여 총 39 지점에 상시미동 자료를 취득하여 수평 대 수직 스펙트럼 비율(Horizontal to Vertical Spectral Ratios, HVSR) 분석연구를 실시하였다. 상시미동은 지역에 따라 각각 다르므로 상시미동을 조사해 그 지역의 공명주파수를 취득한다. 층후 분석을 위해서는 기반암까지의 전단파 속도(Vs) 구조 및 특성을 분석하여 공명주파수를 인근의 시추자료와 대비하여 수평 대 수직 스펙트럼 비율(Horizontal to Vertical Spectral Ratios, HVSR) 분석기법이 일치하는지 비교하였다. 충적층의 공명주파수 1.3 ± 0.07 Hz, 연일층군의 공명주파수 0.69 ± 0.22 Hz로 F₀ = V_s/4H를 이용하여 층후를 구하면 충적층은 26~30 m, 연일층군은 170~250 m로 인근 시추자료와 비교하여 대체로 일치한 것으로 분석하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.413-424
• /
• 2016

The vertical design spectrum for Korea, which is known to belong to an intra-plate region, is developed from the ground motion records of the earthquakes occurred in Korea and overseas intra-plate regions. From the statistical analysis of the vertical response spectra, a mean plus one standard deviation spectrum in lognormal distribution is obtained. Regression analysis is performed on this curve to determine the shape of spectrum including transition periods. The developed design spectrum is valid for the estimation both spectral acceleration and displacement. The ratio of vertical to horizontal response spectrum for each record is calculated. Statistical analysis of the ratios rendered the vertical to horizontal ratio (V/H ratio). Subsequently the ratio between the peak vertical ground acceleration to the horizontal one is obtained.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2003년도 춘계 학술발표회논문집
• /
• pp.61-68
• /
• 2003

The H/V ratio (Horizontal to Vertical spectral ratio) has been used to infer site amplification without previous knowledge of near-surface geology and in fact may provide useful general site condition information. This method is used to classify the site characteristics of seismic stations in Korea by comparison with known H/V ratios representative of various sites all over the world. In addition, differences between horizontal and vertical kappa values were evaluated for each seismic stations by comparing WV ratio and Weak Motion amplification derived from inversion of stochastic ground motion parameters and were used as index to quantitatively classify the site characteristics.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제37권6호
• /
• pp.539-554
• /
• 2024

This study explores development of prediction model for seismic site classification through the integration of machine learning techniques with horizontal-to-vertical spectral ratio (HVSR) methodologies. To improve model accuracy, the research employs outlier detection methods and, synthetic minority over-sampling technique (SMOTE) for data balance, and evaluates using seven machine learning models using seismic data from KiK-net. Notably, light gradient boosting method (LGBM), gradient boosting, and decision tree models exhibit improved performance when coupled with SMOTE, while Multiple linear regression (MLR) and Support vector machine (SVM) models show reduced efficacy. Outlier detection techniques significantly enhance accuracy, particularly for LGBM, gradient boosting, and voting boosting. The ensemble of LGBM with the isolation forest and SMOTE achieves the highest accuracy of 0.91, with LGBM and local outlier factor yielding the highest F1-score of 0.79. Consistently outperforming other models, LGBM proves most efficient for seismic site classification when supported by appropriate preprocessing procedures. These findings show the significance of outlier detection and data balancing for precise seismic soil classification prediction, offering insights and highlighting the potential of machine learning in optimizing site classification accuracy.

• 한국지구과학회지
• /
• 제43권1호
• /
• pp.188-198
• /
• 2022

지하의 단층들이 지표면까지 도달하지 못하면 단층의 유무를 인지 못하는 경우가 있다. HVSR 분석법으로 지표면 아래 단층의 존재를 판별할 수 있는지 살펴보기 위해 포항분지 흥해지역 동편의 곡강단층을 통과하는 지역을 선정하여 연구를 진행하였다. 교차하는 두개의 측선에서 조밀하게 관측한 배경잡음으로 HVSR 분석을 통해 공명주파수를 산정하였다. 연구지역 내 시추 자료의 기반암 깊이 정보와 시추 지역의 공명주파수를 이용해 상관식을 도출한 후 두측선에서의 공명주파수를 상관식에 적용해 기반암 심도를 산출하였다. HVSR 분석 결과 두 측선에서 기반암 심도가 급격히 변하는 곳이 있다. 특히 곡강단층 인근에서 공명주파수가 급격히 변화하였고, 기존에 알려진 단층이 없는 지역에서도 공명주파수와 기반암 심도가 급격히 변화하는 곳이 있음을 알 수 있었다. 이 형상은 이전에 알려지지 않은 blind fault와 관련이 있을 것으로 사료된다. 본 연구는 지표면에서 인식하지 못하는 단층을 식별하기 위한 HVSR 방법의 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
• /
• pp.175-180
• /
• 2006

관측된 지진 자료의 지역적인 부지효과는 부지부근지하매질의 기하학적 형태와 물성치, 지형 등에 영향을 받고 강진운동의 중요한 특성치들을 평가할 때 큰 영향을 줄 수 있어 지진공학적인 연구에 반드시 고려되어야 할 요소이다. 본 연구에서는 Nakamura(1989)가 제시한 H/V Ratio 방법을 이용해 부지효과에 관한 연구를 수행하였다. 분석결과 부지효과는 시추공관측소에서는 아주 양호한 결과를 보여주었고 또한 상대적으로 고주파수대역에서 높은 값을 보여주었다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제9권5호
• /
• pp.983-997
• /
• 2015

This research evaluates the soil conditions for seismic stations situated in Romania using the horizontal-to-vertical spectral ratio (HVSR). The strong ground motion database assembled for this study consists of 179 analogue and digital strong ground motion recordings from four intermediate-depth Vrancea seismic events with $M_w{\geq}6.0$. In the first step of the analysis, the influence of the earthquake magnitude and source-to-site distance on the H/V curves is evaluated. Significant influences from both the earthquake magnitude and hypocentral distance are found especially for soil class A sites. Next, a site classification method proposed in the literature is applied for each seismic station and the soil classes are compared with those obtained from borehole data and from the topographic slope method. In addition, the success and error rates of this method are computed and compared with other studies from the literature. A more in-depth analysis of the H/V results is performed using data from seismic stations in Bucharest and a comparison of the free-field and borehole H/V curves is done for three seismic stations. The results show large differences between the free-field and the borehole curves. As a conclusion, the results from this study represent an intermediary step in the evaluation of the soil conditions for seismic stations in Romania and the need to perform more detailed soil classification analysis is highly emphasized.

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