• 한국철도학회논문집
• /
• 제7권4호
• /
• pp.391-399
• /
• 2004

This paper investigated the dispersion characteristics of horizontal surface waves as means to apply conversional SASW techniques. To verify this proposal, 3D finite element analysis and Transfer matrix solution were performed. SH wave(Love waves) has the some advantages in comparison with Rayleigh wave. Representatively, Love wave has a characteristics not affected by compression wave. These characteristics have the robust applicability for the surface wave investigation techniques. In this study, for the purpose of employing Love wave in the SASW method, the dispersion characteristics of the Love wave was extensively investigated by the theoretical and numerical approaches. The 3-D finite element and transfer matrix analyses for the half space and two-layer systems were performed to determine the phase velocities from Love wave as well as from both the vertical and the horizontal components of Rayleigh wave. Preliminary, numerical simulations and theoretical solutions indicated that the dispersion characteristics of horizontal surface wave(Love waves) can be sufficiently sensitive and appliable to SASW techniques.

• 한국지구과학회지
• /
• 제28권7호
• /
• pp.903-913
• /
• 2007

천부지반에서 레일리파의 군속도와 위상속도 분산곡선을 역산하여 S파 속도구조를 구하는 방법을 비교하였다. 위상속도를 구하기 위해서 ${\tau}-p$ stacking 방법을 이용하였고, 군속도를 구하기 위해서 두 가지 방법, multiple filtering technique(MFT) continuous wavelet transform(CWT) 방법을 사용하였다. 고차모드가 존재하는 경우, 위상속도에서 기본모드와 고차모드를 분리하기가 용이하지 않았고, 군속도에서는 continuous wavelet transform 방법이 multiple filtering technique보다 효과적이었다. S파 속도 역산 결과, 위상속도와 군속도의 기본 모드만 역산할 경우, 신뢰구간의 깊이가 아주 얕았다. Continuous wavelet transform으로 구한 기본 모드와 1차 모드를 동시 역산할 경우, 신뢰구간의 깊이가 2배 이상 증가함을 알 수 있었다. 이는 1차 모드의 에너지가 더 깊은 층을 통과함으로 깊은 층에 대한 5파 속도 정보를 지니고 있기 때문으로 보인다. 위의 방법을 서해안 동호항의 조간대에 적용하여, continuous wavelet transform으로 구한 군속도의 기본 모드와 1차 모드를 동시 역산하여 S파 속도구조를 구하고, 해당 지역의 시추조사 결과와 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.61-73
• /
• 2004

레일레이파와 러브파는 탄성파 중에서 표면파에 속하는 것으로, 매우 중요한 표면파로 인식되고 있다. 러브파의 파동 전파시 매질내에 발생되는 변형은 SH파와 같은 전단형태이므로, 러브파는 P-파에 의해 교란되지 않는 특성이 있다. 이러한 특성으로 인하여 러브파가 레일레이파나 다른 체적파보다 더 유용한 탄성파로 인식되고 있다. 본 연구에서는 표면파를 활용하는 대표적 실험기법인 SASW 기법에서 러브파를 도입하고자 하는 목적으루 이론적, 수치해석적, 실험적 방법으로 러브파의 위상속도 분산 특성을 연구하였다. 특히, 러브파의 수평성분과 레일레이파의 수직 수평 성분의 특성을 연구하기 위하여, 반무한 지반, 2층 구조의 지반에 대하여 2차원,3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 또한, 수치해석으로 획득한 러브파와 레일레이파에 대한 결과를 확인하기 위하여 일반 지반에서 현장실험을 수행하였다. 이와 같은 수치해석과 현장실험을 통하여 러브파의 위상속도 분산특성이 SASW 기법의 정확성과 신뢰성을 더욱 향상시키기 위한 추가 자료로 매우 유용할 것이라는 것을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제15권4호
• /
• pp.155-162
• /
• 2012

기반암의 상부 토양층에 협재하는 속도이상층이 레일리파 위상속도와 수직변위의 스펙트럼 진폭에 미치는 영향을 분석하기 위하여 Thomsen-Haskell 방법을 사용하였다. 기본모델은 횡파속도(${\nu}_s$) 300 m/s의 토양층이 9 m 두께로 ${\nu}_s$가 1000 m/s인 반무한 기반암 위에 쌓여 있다. 토양층 내에 두께 1, 2, 3 m, S파속도 150, 225, 375, 450 m/s인 삽입층은 지표부터 깊이 1 m 간격으로 놓여있다. 레일리파 위상속도($C_R$)는 4 ~ 30 Hz 주파수 구간에서 계산하였다. 삽입층 모델은 두께가 1 m일 때, 기본모델과 삽입모델의 위상속도 차이인 ${\Delta}C_R$에 민감하게 반응하는 주파수 대역은 8 ~ 20 Hz이며, 이 주파수 대역은 삽입층의 두께가 증가할수록 넓어진다. 1차 고차모드의 저주파 차단주파수 바로 위의 주파수 구간을 제외하면, 모든 모델에서 기본모드의 스펙트럼 진폭이 1차 고f차모드보다 크다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
• /
• pp.29-36
• /
• 2005

본 연구에서는 표면파 분산 분석을 이용하여 한반도에 설치된 광대역 관측소 사이의 지각 및 상부맨틀의 지진파 속도 구조를 연구하였다. 표면파 분산 분석의 two station method를 사용하여 관측소 사이의 지진파 속도구조를 구하였다. 표면파 분산 분석에서 레일리파의 기본모드 신호를 분리하기 위하여 MFT(multiple filter technique) 방법과 PMF(phase match filter) 방법을 이용하였다. Two station method에 의해 두 관측소 사이의 표면파 위상속도 분산곡선을 계산하였으며, 모든 지진원에 대하여 각 경로의 표면파 위상속도 분산곡선을 중합하여 역산에 사용하였다. 역산 결과 각 관측소 사이 경로에서 중합 표면파 분산곡선에 가장 잘 부합되는 지진파 속도 구조를 얻었다. 표면파 위상속도 분산곡선 역산 결과. 두 관측소 사이 표면파 진행 경로의 평균적인 지구구조로서 총 14 개의 관측소 사이의 S파 속도구조를 구하였다. 모든 지구구조는 지표로부터 33 km 까지 약 2.8-3.25 km/s의 속도의 지각과 33 km 이후 약 4.55-4.67km/s의 속도의 상부 맨틀로 구성된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
• /
• pp.51-59
• /
• 2006

서해안 조간대에서 24 channel 탐사기로 획득한 표면파 자료의 위상속도와 군속도를 구한다음, 이를 역산하여 그 결과를 비교하였다. 위상속도의 분산곡선은 tau-p stacking 방법에 의하여, 군속도의 분산곡선은 wavelet analysis와 Multiple Filtering Technique의 두가지 방법을 사용하여 구하였다. 위상속도의 오차가 군속도의 오차보다 더 큰 것을 확인하였다. 군속도의 경우, wavelet analysis가 Multiple Filtering Technique 보다 fundamental mode와 higher mode를 구분하는데 더 효과적이었다. 역산결과, 군속도의 fundamental mode와 1st higher mode 를 동시에 사용했을 때, 공간적 해상도가 가장 좋았다. 이연구는 천부 지반의 S파 속도 구조를 구하는데, 군속도의 higher mode를 포함한 군속도 분산곡선을 사용하는 것이 효과적임을 시사한다.

• 자원환경지질
• /
• 제52권6호
• /
• pp.555-560
• /
• 2019

중국 지역 4개 지진에서 발생한 2~30초 범위의 레일리파를 이용하여 북한 지역의 1차원 전단파 속도구조를 구하였다. 레일리파는 남북한의 국경선 인근에 위치한 5개의 광대역 관측소(BRD, SNU, CHNB, YKB, KSA)에 양호하게 기록되었다. 다중필터분석를 이용하여 레일리파 기본모드 군속도가 계산되었고 이는 다시 위상부합필터를 적용하여 개선되었다. 2.9~3.2 km/s의 범위에 이르는 평균 분산곡선을 역산하여 전단파 속도를 구하였다. 지진원으로부터 BRD 관측소의 경로에서 추출된 4~6초 주기의 상대적으로 느린 군속도는 서해 서한만분지의 퇴적층군과 연관되었을 가능성이 있다. 14~20km의 상대적으로 깊은 지역 전단파 저속도층은 평남분지와 관련된 것으로 생각되며 낭림육괴와 평남분지에 분포하는 변성암 및 화강암체는 표면부터 14km 깊이의 빠른 전단파 속도와 일치한다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제9권1호
• /
• pp.93-101
• /
• 2006

이 연구에서는 유전자 알고리듬을 이용하여 수진기 함수와 표면파 위상 속도로부터 심부 퇴적층의 전단파 속도 구조를 결정하는 복합역산 방법을 제시하였다. 합성 탄성파 자료를 이용한 수치모형실험은 제시된 방법이 단지 수진기 함수만을 역산했을 때 발생하는 전단파 속도와 층 두께 사이의 trade-off와, 표면파 위상 속도만을 역산했을 때 심부구조에서의 불확실성을 피할 수 있음을 보여주고 있다 이 방법은 진앙거리 100km의 지진기록으로부터 얻은 수진기 함수들과 일본 Kanto 평원의 상시진동 배열 탐사로부터 얻은 레일리파의 위상속도에 적용되었으며, 추정된 심부구조는 선행된 굴절법 탐사 결과 및 심부 시추공 자료와 잘 일치하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제8권1호
• /
• pp.26-33
• /
• 2005

최근 들어 토목관련 천부층 조사에 다중 모드 표면파 위상 속도의 역산이 많은 관심을 받고 있다. 감도 분석, 그리고 합성탄성파자료와 현장자료의 역산 결과는 이 방법이 기본 모드만을 이용하는 것에 비해 매우 효과적임을 보여주고 있다. 이중 모드 레일리 파의 위상속도들에서 층의 두께와 전단파 속도에서의 조그만 변화는 고차 모드의 감도들을 (a) 다른 주파수 대역들에 모이게 하고 (b) 심도가 깊어질수록 기본 모드보다도 더 크게 한다. 이 관찰을 통해 다중 모드 위상 속도 역산을 이용하면 기본 모드 자료들만의 역산에 비해 변수값들을 더 잘 구분해 낼 수 있고 깊은 구조, 특히 속도 역전이 일어난 구조에 대해 보다 나은 영상을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 20 m 깊이에 저속도층이 존재하는 모델에서 이론적인 위상 속도들의 역산은 1차 모드만 첨가될 때 단지 연암층만을 영상화할 수 있다. 이 사실은 측정 가능한 가장 낮은 주파수가 단지 6 Hz 일 때 특히 중요하다. 현장시험들이 시추공과 PS 검층을 이용하여 조사된 지역들에서 행해졌다. 첫 번째 지역에서는 일본에서 심부 지질조사에 주로 이용되는 microtremor 배열 탐사가 35 m 깊이까지 토양층을 탐사하기 위해 사용되었다. 두 번째 지역에서는 12 m 깊이까지 조사하기 위해 sledgehammer 음원과 선형 다중 채널 수진기 전개를 이용하여 자료가 얻어졌다. 분산곡선 분석을 위해서 주파수-파수 파워 스펙트럼법이 사용되었고 각각의 시험에서 2차 모드의 속도까지 구해졌다. 다중 모드 역산 결과는 PS 검층기록과 잘 일치한다. 하지만 단지 기본 모드만을 이용하여 얻어진 결과는 매립지 아래의 천부 연암층까지의 깊이를 매우 작게 평가하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
• /
• pp.61-70
• /
• 2006

이 연구에서는 수신함수와 표면파 분산을 동시역산하는 방법을 통해 한반도 남부지역의 3-D S-파 속도모델을 구하였다. 10-150초 주기의 한반도 평균 레일리 위상속도 데이터와 $12.5{\times}12.5$ 격자의 레일리파 및 러브파 토모그래피 결과로부터 얻은 0.5-20 초 주기의 군속도 자료가 역산에 사용되었다. 수신함수는 95 개 관측소의 광대역(STS-2), 단주기(SS-1), 및 가속도(Episensor) 채널로부터 계산되었다. 한반도에 운영중인 조밀한 지진관측소 분포는 3-D 지각구조의 자세한 연구를 가능하게 한다. 역산 결과 한반도 남부 지역의 지각과 상부맨틀의 S-파 속도변화와 특성을 자세히 관찰할 수 있었다.