• Geomechanics and Engineering
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• 제3권3호
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• pp.189-206
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• 2011

Amplification based on empirical relations is widely used for seismic microzonation of urban centers. Amplifications are used to represent the site effects of a particular soil column. Many empirical correlations are available to estimate the amplification of seismic waves. These correlations are based on the ratio of shear wave velocity of foundation/rock to soil velocity or 30 m equivalent shear wave velocity ($Vs^{30}$) and are developed considering deep soil data. The aim of this work is to examine the applicability of available amplification relations in the literature for shallow engineering bedrock sites by carrying out site response studies. Shear wave velocity of thirteen sites having shallow engineering bedrock have been selected for the study. In these locations, the depth of engineering bedrock (> 760 ${\pm}$ 60 m/s) is matched with the drilled bore hole. Shear wave velocity (SWV) has been measured using Multichannel Analysis of Surface Wave survey. These sites are classified according to the National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP) classification system. Amplifications for an earthquake are arrived for these sites using empirical relations and measured SWV data. Site response analysis has been carried out in SHAKE using SWV and using synthetic and real earthquake data. Amplification from site response analysis and empirical relations are compared. Study shows that the amplification arrived using empirical relations does not match with the site response amplification. Site response amplification is much more than empirical values for same shear wave velocity.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.135-141
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• 2009

지진원 및 구조물과 지반상호간의 동적 특성을 보다 신뢰성 있게 도출하기 위해 지반의 증폭특성은 반드시 고려되어야하는 요소이다. 지반증폭 특성을 분석할 때 여러 가지 방법이 제시되어 있으나 본 연구에서는 Nakamura(1989)에 의해 제시된 방법을 적용하였다. 본 방법은 얕은 지반의 상시미동의 표면파 특성을 이해하기 위해 제시되어 한계점이 존재하나 근래에 와서 S파 등에 적용되어 지반의 동적인 증폭 특성연구에 많이 이용되고 있다. 일반적으로 S파가 이용되고 있으나 본 연구에서는 지진파 에너지인 Coda 파에 새로이 적용하였다. 최근 국내에 설치된 지진 관측기에 관측된 5개 지진(규모 3.6-5.1)의 약 60 여개의 관측자료를 이용하여 지진관측소 각각 지반의 동적인 증폭 특성을 분석하였다. 관측소마다 저진동수, 고진동수 및 우월주파수가 서로 다른 증폭특성을 보여주었다. 본 연구 결과 관측지반진동에서 지반 고유의 증폭특성을 제거하면 지진원 변수를 보다 신뢰성 있게 도출할 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제37권1호
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• pp.40-51
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• 2016

실제 국내에서 관측된 가속도를 이용한 스펙트럼 값이 내진설계기준보다 상대적으로 크게 나타나는 경향을 보이며, 특히 고진동수 구간에서 국내 내진설계 기준이 국내 고유의 지반증폭 특성을 제대로 반영하지 못하고 있어 문제점이 많다고 지적되어 왔다. 지반증폭 특성을 분석할 때 여러 가지 방법이 제시되어 왔으며 본 연구는 현장에서 자주 적용되고 있는 지반진동의 수평/수직 스펙트럼 비율을 이용하는 방법을 적용하였다. 이 방법은 S파 및 레일리파를 이용하는 것으로부터 출발하였으나, 최근 Coda파 및 배경잡음 등에 확대 적용되어 지반의 동적인 증폭특성 연구에 많이 이용되고 있다. 제한된 연구 기간 동안 4개 변전소시설 관측소 각각 2개 지점(노두 및 시추공)에서 운영되었고 본 연구는 4개 관측소의 노두에서 동시에 관측된 3개 중규모 지진의 가속도 지반진동(S파, Coda파 및 배경잡음)을 이용하여 지반증폭을 분석하였다. 분석결과는 4개 관측소 각각에 대해 기존 연구결과인 시추공 지반증폭 특성과 상호 비교하였다. 또한 각각 관측소 및 지점에서 지반의 우월진동수를 이용하여 각각 지반에 대한 등급분류도 시도하였다. 각각의 지진관측소마다 저진동수 및 고진동수 특성, 관측소 고유의 우월진동수가 서로 상이하여 관측소 고유의 증폭특성을 보여주었다. 대다수 관측소는 S파, Coda파 및 배경잡음 에너지를 분석한 결과와 많은 부분이 유사함을 보여 주었다. 물론 본 연구로부터 도출된 결과를 다른 방법에 적용하여 얻어진 결과와 비교한다면 지반의 동적 특성 및 지반분류 연구에 많은 정보를 제시할 수 있다고 판단된다.

• 지질공학
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• 제33권2호
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• pp.293-305
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• 2023

지진이 발생할 때 대한 지진동 증폭 현상을 확인하기 위해 1g 진동대와 연성토조(Laminar Shear Box, LSB)를 이용하여 모형지반을 조성하였고, 3가지 모델에 대하여 지진동 증폭현상에 대하여 확인하였다. 3가지의 모형지반을 선정하였으며 모든 모형지반에서 조밀한 층과 느슨한 층으로 나누었고, 지반모형의 경우는 다층 수평지반, 다층 제방지반, 다층 분지지반모형으로 선정하였다. 각 지반모형을 제작하며 가속도계 매설을 진행하였으며, 인공지진파, Sinesweep파와 Sine 10 Hz의 지진파를 통하여 증폭현상을 확인하였다. 최대지반가속도(Peak ground acclelration, PGA)와 응답스펙트럼 가속도(Spectrum acceleration, SA)를 통해 지진동 증폭현상을 확인하였다. 수평 다층지반에서 조밀한 지반을 통과 후 느슨한 지반에서 가속도 증폭이 조밀한 지반에 비해 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었으며, 다른 두 모형지반에서는 층의 경계면을 통과 후 점차 중심부에서 가속도 증폭이 더 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제19권5호
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• pp.432-439
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• 2009

지진원 및 지반의 동적 특성을 보다 신뢰성 있게 도출하기 위해 지반의 증폭특성은 반드시 고려되어야 하는 요소이다. 지반증폭 특성을 분석할 때 여러가지 방법이 제시되어 있으나 본 연구에서는 Nakamura (1989)에 의해 제시된 방법을 적용하였다. 본 방법은 얕은 지반의 상시미동의 표면파 특성을 이해하기 위해 제시되었으나 근래에 와서 S파 등에 적용되어 지반의 동적인 증폭 특성연구에 많이 이용되고 있다. 본 연구는 기존의 S파에 적용 뿐만 아니라 추가하여 새로이 Coda 파에 적용하여 비교 분석하였다. 최근 국내에서 관측된 5개의 중규모지진(규모 3.6- 규모 5.1)으로 관측된 약 60여개의 관측자료를 이용하여 지진관측소에서 각각 지반의 동적인 증폭 특성을 분석하였다. 관측소마다 저진동수, 고진동수 및 우월주파수가 서로 다른 증폭특성을 보여주었다. 일부 관측소는 제한된 주파수 대역에서 약 4배의 증폭특성을 보여주고 있어 관측소 하부의 작은 규모의 기하학적 층서이상대 이거나 다양한 trapped mode 등과 같은 층서적인 특성을 유추할 수 있었다. 또한 관측지반진동에서 지반 고유의 증폭특성을 제거하면 지진원 및 비탄성감쇠 변수를 보다 신뢰성 있게 도출할 수 있다. 또한 지진재해도 평가에도 정보를 제공하는 것이 가능하다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1269-1270
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• 2010

• 한국지구과학회지
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• 제36권7호
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• pp.632-642
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• 2015

지반진동은 지진원, 지각감쇠 및 지반의 증폭특성 등 3가지 주요 인자로 구성되어 있다. 이 중 지반 증폭특성은 지진원 및 지각감쇠를 신뢰성 있게 평가하기 위해 반드시 고려하여야 한다. 본 연구의 목적은 수평/수직(H/V) 스펙트럼비를 이용하여 각 관측소의 지반증폭 특성을 평가하는 것이다. 주파수 영역에서 H/V 스펙트럼 비를 구하는 방법은 Nakamura(1989)에 의해 처음으로 제시되었으며, 초기에는 상시미동의 표면파 특성을 이해하기 위해 사용되어 왔다. 최근에 와서 강진동의 전단파 에너지 등으로 확장되면서 지반 증폭특성 연구에 많이 이용되고 있다. 본 연구는 예당저수지 인근에 4개의 관측소에서 관측된 6개의 가속도 지반진동을 이용하여 H/V 스펙트럼 비를 분석하였고 각 지반진동의 S파, Coda파 및 배경잡음 각각으로부터 분석된 지반증폭 특성을 상호 비교하였다. 분석결과, 4개 관측소는 각각의 우월 주파수 대역(YDS: ~11 Hz, YDU: ~4 Hz, YDD: ~7 Hz)에서 관측소 고유의 증폭특성을 보여준다. 본 연구의 도출 결과와 다른 방법을 통해 구한 결과의 비교 평가는 국내 지반의 동적특성 및 지반분류 연구에 유익한 정보가 될 것으로 판단된다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권9호
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• pp.1388-1396
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• 2003

The hydrodynamic instability of the three-dimensional boundary layer on a rotating disk introduces a periodic modulation of the mean flow in the form of stationary cross flow vortices. The instability labeled Type II by Faller occurs first at lower Reynolds number than that of well known Type I instability. Detailed numerical values of the amplification rates, neutral curves and other characteristics of the two instabilities have been calculated over a wide range of parameters. Presented are the neutral stability results concerning the two instability modes by solving the appropriate linear stability equations reformulated not only by considering whole convective terms but also by correcting some errors in the previous stability equations. The present stability results agree with the previously known ones within reasonable limit. Consequently, the flow is found to be always stable for a disturbance whose dimensionless wave number is greater than 0.75. Some spatial amplification contours have been computed for the stationary disturbance wave, whose azimuth angle $\varepsilon$= 11.29$^{\circ}$ to 15$^{\circ}$ and for the moving disturbance wave, whose azimuth angle $\varepsilon$ = 12.5$^{\circ}$ to 15$^{\circ}$. Also, some temporal amplification contours have been computed for the stationary disturbance wave, whose azimuth angle $\varepsilon$= 11.29$^{\circ}$ to 15$^{\circ}$ and for the moving disturbance wave, whose azimuth angle $\varepsilon$= 12$^{\circ}$ to 15$^{\circ}$. The flow instability was observed by using a white titanium tetrachloride gas over rotating disk system. When the numerical results are compared to the present experimental data, the numerical results agree quantitatively, indicating the existence of the selective frequency mechanism.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권4호
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• pp.313-322
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• 2018

The present study is dedicated to investigate the SH body-as well as Love-waves propagation effects in porous media with uncertain porosity and permeability. A unified formulation of the governing equations for one-dimensional (1-D) wave propagation in anisotropic porous layered media is presented deterministically. The uncertainties around the above two cited parameters are taken into account by random fields with the help of Monte Carlo Simulations (MCS). Random samples of the porosity and the permeability are generated according to the normal and lognormal distribution functions, respectively, with a mean value and a coefficient of variation for each one of the two parameters. After performing several thousands of samples, the mathematical expectation (mean) of the solution of the wave propagation equations in terms of amplification functions for SH waves and in terms of dispersion equation for Love-waves are obtained. The limits of the Love wave velocity in a porous soil layer overlaying a homogeneous half-space are obtained where it is found that random variations of porosity change the zeros of the wave equation. Also, the increase of uncertainties in the porosity (high coefficient of variation) decreases the mean amplification function amplitudes and shifts the fundamental frequencies. However, no effects are observed on both Love wave dispersion and amplification function for random variations of permeability. Lastly, the present approach is applied to a case study in the Adapazari town basin so that to estimate ground motion accelerations lacked in the fast-growing during the main shock of the damaging 1999 Kocaeli earthquake.

• 지질공학
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• 제22권4호
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• pp.399-408
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• 2012

지진원 및 구조물과 지반상호간의 동적 특성을 보다 신뢰성 있게 분석하기 위해 지반의 증폭특성은 반드시 고려되어야 하는 요소이다. 지반증폭 특성을 분석할 때 여러 가지 방법이 제시되어 있으나 본 연구에서는 Nakamura (1989)에 의해 제시된 방법을 적용하였다. 본 방법은 얕은 지반의 상시미동의 표면파 특성을 이해하기 위해 제시되었으나. 최근 S파 및 Coda파 등에 적용되어 지반의 동적인 증폭 특성연구에 많이 이용되고 있으며 본 연구에서 S파 에너지에 적용하여 분석하였다. 최근 국내의 관측소에 관측된 23개의 규모 3.0 이상의 지진으로 부터 관측된 180 여개의 관측된 지반진동 자료를 분석하여 8개 주요 국내 지진관측소 지반의 동적인 증폭특성을 분석하였다. 각각의 지진관측소마다 저진동수, 고진동수 특성 및 관측소 고유의 우월진동수가 서로 상이하여 관측소 고유의 증폭특성을 보여주었다. 본 연구의 결과를 다른 분석방법을 적용하여 얻어진 결과와 비교하면 국내 지반의 동적 특성 및 지반분류 연구에 많은 정보를 줄 수 있다고 사료된다.