Seisimic wave가 지하 내부로 전파되어 갈 때 점차적으로 에너지를 상실함으로써 attenuation현상을 일으킨다. Seismic wave의 velocity를 complex number로 표시하여 실수부는 phase velocity, 허수부는 attenuation 상수로 하여 attenuation특성을 수치적으로 modeling하는 방법을 제시하였다. 이 방법은 주파수와 독립적으로 로그특성으로 감쇄해가는 매질 속에서의 파동의 전파를 modeling한다. 본 연구는 attenuation을 위치함수로 표시하여 순방향 및 역방향 numerical modeling에 응용하여 FFT계산때 발생하는 wrap-arround noise 를 효율적으로 제거함으로써 memory space를 절약하고 computing time을 감소시킬 수 있음을 잘 보여주고 있다.
한국지진공학회 1998년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring 1998
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pp.44-51
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1998
A seismic attenuation formula is derived from the intensity maps of medium sized four earthquakes that occurred in the southern part of Korean peninsula. In order to obtain the seismic attenuation formula, the the coefficients of four attenuation equations representing the intensity maps are integrated using the proper weighting factors depending on the credibility of the data are assigned to. The proposed formula shows the trend of attenuation similar to the ones for the Eastern North America for the region within the epicentral distance of 200km, but produces higher attenuation at farther distances. Though the attenuation curve is not derived from the instrumental data, the result could be a useful tool for the analysis of seismic hazard in Korean peninsula.
The choice of attenuation relationships is one of the most important parts of seismic hazard analysis as using a different attenuation relationship will cause significant differences in the final result, particularly in near distances. This problem is responsible for huge sensibilities of attenuation relationships which are used in seismic hazard analysis. For achieving this goal, attenuation relationships require a good compatibility with the target region. Many researchers have put substantial efforts in their studies of strong ground motion predictions, and each of them had an influence on the progress of attenuation relationships. In this study, two attenuation relationships are presented using seismic data of Mazandaran province in the north of Iran by Genetic Expression Programming (GEP) algorithm. Two site classifications of soil and rock were considered regarding the shear wave velocity of top 30 meters of site. The quantity of primary data was 93 records; 63 of them were recorded on rock and 30 of them recorded on soil. Due to the shortage of records, a regression technique had been used for increasing them. Through using this technique, 693 data had been created; 178 data for soil and 515 data for rock conditions. The Results of this study show the observed PGA values in the region have high correlation coefficients with the predicted values and can be used in seismic hazard analysis studies in the region.
Ahmad, Qazi Adnan;Wu, Guochen;Zong, Zhaoyun;Wu, Jianlu;Ehsan, Muhammad Irfan;Du, Zeyuan
Geomechanics and Engineering
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제23권4호
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pp.327-338
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2020
The role of precise prediction of subsurface fluids and discrimination among them cannot be ignored in reservoir characterization and petroleum prospecting. A suitable rock physics model should be build for the extraction of valuable information form seismic data. The main intent of current work is to present a rock physics model to analyze the characteristics of seismic wave propagating through a cracked porous rock saturated by a three phase fluid. Furthermore, the influence on wave characteristics due to variation in saturation of water, oil and gas were also analyzed for oil and water as wet cases. With this approach the objective to explore wave attenuation and dispersion due to wave induce fluid flow (WIFF) at seismic and sub-seismic frequencies can be precisely achieved. We accomplished our proposed approach by using BISQ equations and by applying appropriate boundary conditions to incorporate heterogeneity due to saturation of three immiscible fluids forming a layered system. To authenticate the proposed methodology, we compared our results with White's mesoscopic theory and with the results obtained by using Biot's poroelastic relations. The outcomes reveals that, at low frequencies seismic wave characteristics are in good agreement with White's mesoscopic theory, however a slight increase in attenuation at seismic frequencies is because of the squirt flow. Moreover, our work crop up as a practical tool for the development of rock physical theories with the intention to identify and estimate properties of different fluids from seismic data.
메탄하이드레이트는 새로운 에너지원으로의 가능성뿐 아니라 지구 온난화의 원인으로도 알려져 이에 대한 연구가 활발하다. 메탄하이드레이트 부존층의 평가에 대한 연구는 BSR의 존재와 지진파 속도로부터 메탄하이드레이트 부존랑을 추정하는 연구가 주가 되고 있으나, 최근에는 지진파 감쇠특성으로부터 메탄하이드레이트의 분포를 추정하는 연구도 시도되고 있다. 본 연구에서는 일본 난카이 트러프에서 취득된 2차원 반사법 지진파 데이터로부터 지진파 감쇠지 ($Q^{-1}$)를 산출하여 메탄하이드레이트 부존층에서의 지진파 감쇠특성을 분석하였다. QVO법을 이용하여 주파수 범위 $30{\sim}70Hz$ 오프셋 범위 $125{\sim}1,575m$내에서 제로오프셋 감쇠치를 추정한 결과, BSR상부의 메탄 하이드레이트 부존층에서 지진파 감쇠지가 크게 증가하는 것을 관찰 할 수 있었다. 따라서 본 연구의 결과를 통해 위 주파수 범위내 반사법 지진파의 메탄하이드레이트 부존층내 감쇠 특성을 확인하였으며, 이를 이용한 메탄하이드레이트 농축대의 추정 가능성을 확인하였다.
지반진동이 지표적인 토양에서 거리에 따라 어떻게 감소되는지 밝히기 위하여 탄성파의 진폭변화를 측정하였다.야외에서 12-ch 탄성파 탐지기를 이용하여 디지털 자료로 자료로 기록한 증폭되지 않은 진폭자료를 분석하였다. 탄성파의 주파수분석결과 최대 스펙트럼 진폭은 40Hz부근에서 나타나고 있다. 조사지역의 감쇠경향은 지수함수적임을 보여주고 있으며 탐사지역의 지반감쇠 요소들을 계산한 결과 기하감쇠지수 (n)는 0.25,내부감쇠지수(a)는 0.13-0.20임을 보여주고 있다. 습윤토양지역에서는 내부감쇠지수 (a)가 0.13, 식생토양지역에서는 0.20를 보여 습윤토양에서보다 식생발달 토양지역에서 지반진동이 훨씬 빨리 감쇠하는 현상을 보인다. 또한 탄성파 자료분석을 통한 탄성파전파속도와 주파수분석을 이용하여 흙의 평균 내부감쇠정수(h)가 0.094임을 밝혔다.
유체를 포함하는 혼합 매질에서의 탄성파 고유 감쇠에 대한 다양한 메커니즘 중, 탄성파 전파 시 고체와 유체 사이에서의 상대적 운동은 가장 중요한 감쇠 메커니즘 중의 하나이다. 선행 연구에서는 얼음의 미세 공극 안에 존재하는 소금물이 초음파의 전파에 미치는 영향을 분석하기 위하여 얼음과 소금물이 공존하는 매질에서 초음파 전파 실험하였다. 부분적으로 동결된 소금물에서 각기 다른 온도에서의 초음파 감쇠의 물리적인 메커니즘을 350 ~ 600 kHz의 주파수 대역에서 규명하기 위하여, Biot 이론에 입각한 다공성의 탄생 모델을 도입하여 초음파의 전파를 측정하였다. 고체상은 얼음으로, 액체상은 소금물로 가정한 뒤 펄스 핵자기공명기술로 측정한 유체의 성질을 이용하여 각각의 온도에서의 공극률을 계산한 결과, 실험으로 측정한 감쇠값은 500 kHz에서 계산된 고유 감쇠값과 다르게 나타났으며 이는 squirt -flow 메커니즘과 파의 산란 효과와 같은 다른 감쇠 메커니즘도 고려해야 한다는 것을 의미한다.
In order to know the characteristics of attenuation of coda wave in the Kyungsang Sedimetary Basin, quality faclity factor for coda wave (coda Q) is estimated from the earthquake data recorded in the KIGAM local seismic network. Thesingle scattering model for coda wave generation is adopted is adopted in estimating coda Q. In the present study, coda Q(Qc)is estimated in the range of $\alpha$=1.5~3.0, where $\alpha$ denotes the normalized time to S-wave travel time and expressed in terms of frequency (f). The deduced function in the range of 1 to 25 Hz is Qc=36.8283$f^{1.15095}$ which represents the strong dependence of coda Q on frequency. It is found that the difference of Qc between U-D, N-S, and E-W components is negligible. This fact suports the back scattering therory that coda wave originates from scattered waves by randomly distributed heterogenities in the crust On the other hand, it is observed that the coda Q increases with increasing epicentral distence. This observation suggests that QC increases with depth.
다중채널 탄성파 자료를 이용하여 낙동강 하구 삼각주 지역 연약지반의 지반 특성을 구하기 위하여 S파 속도와 Q$s^{-1}$ 구조를 구하고 이를 시추조사 결과와 비교하였다. 다중채널 신호의 분산곡선을 역산하여 S파 속도구조를 구하고 감쇠지수(attenuation coefficient)를 구하였다. 다중채널 신호 중 음원에서 가장 가까운 신호를 기준 신호로 정하고 10 Hz에서 45 Hz 사이의 주파수에 대하여 거리에 따라 기준 신호에 대한 진폭의 비가 감소하는 정도를 나타내는 기울기를 구하여 감쇠지수를 결정하였다. 이 감쇠지수를 역산하여 지반 최상부 8 m 층의 S파 속도와 함께 Q$s^{-1}$를 구하였다. 이 지역의 시추조사에 의하면 이 지역의 지층은 크게 상부 4 m 실트질 모래층과 하부 4 m 실트질 점토층으로 나누어진다. 표면파 역산에 의해 구해진 S파 속도와Q$s^{-1}$를 시추조사 결과와 비교해보면, 상부 실트질 모래층에서 S파 속도의 공간적 해상도는 약 80m/sec로 하부 실트질 점토층의 속도 40m/sec보다 상대적으로 높은 값을 보인다. 각 층에서 S파 속도의 공간적 해상도는 뚜렷하다. Q$s^{-1}$의 공간구조는 상부 실트질 모래층에서 약 0.02를 보이고 하부 실트질 점토층에서 0.03으로 증가하는 양상을 보인다. Q$s^{-1}$의 공간적 해상도는 상부 약 5 m 구간에서는 양호하나 그 보다 깊은 곳에서는 공간적 해상도가 아주 낮아지는 것을 볼 수 있다. 이 조사지역에서는 실트질 모래층에서 실트질 점토층보다 높은 S파 속도가 나타나고 낮은 Q$s^{-1}$ 값을 보인다. 그러나, 지반의 S파 속도와 Q$s^{-1}$를 결정하는 다른 많은 요인들이 있으므로 이를 일반화하기 위해서는 연약지반의 S파 속도와Q$s^{-1}$에 관한 자료와 연구가 집적되어야 할 것이다.
In this study, the characteristics of site amplification at seismic observation stations in Japan were estimated using the attenuation relationship of each station's response spectrum. Ground motion records observed after 32 earthquakes were employed to construct the attenuation relationship. The station correction factor at each KiK-net station was compared to the transfer functions between the base rock and the surface. For each station, the plot of the station correction factor versus the period was similar in shape to the graphs of the transfer function (amplitude ratio versus period). Therefore, the station correction factors are effective for evaluating site amplifications considering the period of ground shaking. In addition, the station correction factors were evaluated with respect to the average shear wave velocities using a geographic information system (GIS) dataset. Lastly, the site amplifications for specific periods were estimated throughout Japan.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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