• 한국해안해양공학회지
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• 제8권2호
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• pp.193-203
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• 1996

죽변항 내외의 2개 정점에 수압식 파고계를 설치하여 동계의 악천후시 현장관측을 실시하고 장주기 부진동 특성을 파악하였다. 관측자료 분석에 의한 공진주기 해석시 기존의 항내 정점에서 스펙트럼 에너지가 최대인 주기 및 그 분포 형태를 기준한 방법외에 항외에 대한 항내 정점에서의 상대 증폭비를 기준한 방법을 도입하였다. 자료 분석과 수치실험 결과 죽변항 수역의 제1 공진 모드는 약 12분에서 약 7배의 증폭비를 가지며 제2 공진 모드는 약 6분인 것으로 나타났다. 관측기간중 항내에서의 수면진동폭은 약 10-20 cm로 나타났으며 황천시 항내 정점에서 단주기파의 군파 효과 또는 이 성분이 장주기파에 중첩된 영향에 의한 것으로 생각되는 2-3분 부근의 부진동이 출현하였다. 단주기파와 장주기파에서 통상적으로 사용되는 반사율을 선형적으로 연결시킨 수치실험을 통하여 3분 이하 부진동에서의 증폭비를 비교적 잘 재현하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.223-232
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• 2021

The spatial variation characteristics of seismic motions at the nuclear power plant's site and structures were analyzed using earthquake records obtained at the Fukushima nuclear power plant during the Great East Japan Earthquake. The ground responses amplified as they approached the soil surface from the lower rock surface, and the amplification occurred intensively at about 50 m near the ground. Due to the soil layer's nonlinear characteristics caused by the strong seismic motion, the ground's natural frequency derived from the response spectrum ratio appeared to be smaller than that calculated from the shear wave velocity profile. The spatial variation of the peak ground acceleration at the ground surface of the power plant site showed a significant difference of about 0.6 g at the maximum. As a result of comparing the response spectrums at the basement of the structure with the design response spectrum, there was a large variability by each power plant unit. The difference was more significant in the Fukushima Daiichi site record, which showed larger peak ground acceleration at the surface. The earthquake motions input to the basement of the structure amplified according to the structure's height. The natural frequency obtained from the recorded results was lower than that indicated in the previous research. Also, the floor response spectrum change according to the location at the same height was investigated. The vertical response on the foundation surface showed a significant difference in spectral acceleration depending on the location. The amplified response in the structure showed a different variability depending on the type of structure and the target frequency.

• 지질공학
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• 제32권1호
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• pp.143-155
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• 2022

본 연구에서는 지진 모사실험을 진행하는 1 g 진동대 실험에 올라가는 연성토조(Laminar Shear Box, LSB)라고 하는 토조의 경계조건(Boundary effect)을 달리하여 다른 조건에 따른 응답가속도 증폭에 대한 분석하였다. LSB의 양 옆을 고정하여 경계조건을 달리하여 실험을 진행하였고, 가속도계를 각 동일한 위치에 설치하여 2가지 시료에 대하여 실험을 진행하였다. 또한, DEEPSOIL v7 프로그램을 이용하여 1차원 지반응답해석을 통하여 자유장 조건에서와 비교 분석하였다. 그 결과 가속도가 하층부에서 상층부로 올라갈수록 증폭하는 모습을 확인할 수 있었고, 지반응답해석과 비교한 결과, 자유장 조건에서 해석과 비슷하게 나오는 것을 확인할 수 있었다. SA분석결과, 지반응답해석과 유사한 결과를 얻을 수 있었으며, 고정한 경우는 PSA가 더욱 증폭하는 결과를 확인할 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제31권6호
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• pp.541-554
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• 2010

한반도 남서부 지역의 상시미동의 특성을 알아보기 위하여, 해안 지역(군산 136 지점)과 내륙 지역(전주 117 지점)에서 15분 씩 상시미동 자료를 획득하여 수평 대 수직 스펙트럼 비(HVSR, Horizontal to Vertical Spectral Ratio) 분석을 실시하였다. 상시미동의 에너지 스펙트럼은 내륙 지역에 비해 해안 지역에서 저주파 대역의 에너지가 크다. 이것은 서해의 파랑과 조류, 군산의 북쪽을 지나는 금강의 영향으로 보인다. 상시미동을 24시간 관측한 결과, 인간 활동과 연관된 상시미동 에너지는 변하나 상시미동 HVSR의 정점주파수($F_0$)는 변함이 없어, 하루 중 어느 시간에 관측해도 $F_0$의 안정된 값을 구할 수 있음을 시사한다. 관측점의 상시미동 피크를 싱글피크(single peak), 더블피크(double peak), 브로드피크(broad peak), 노피크(no peak)의 4 종류로 분류한 결과, 전체 관측점의 90 % 이상에서 정점주파수를 구할 수 있었다. 상시미동 $F_0$ 분포도는 기반암의 깊이가 얕은 구릉지에서 높은 주파수를, 하천 부근과 매립지에서 낮은 주파수를 보여 지형과 높은 상관관계를 보였다. 상시미동 $F_0$의 진폭($A_0$)은 전주지역에서는 하천의 하류에서 약 4 정도, 군산지역의 최근 매립지에서 대단히 높은 값(10 이상)을 나타낸다. 지진 발생시 매립지의 피해를 줄이기 위해서는 매립지의 부지반응에 대한 연구와 이에 따른 재해대책이 요구된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제11권4호
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• pp.201-215
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• 1999

입구폭이 좁고 직사각형 형태인 감천항에서 수압식 파고계를 이용한 장·단주기파 및 유속계를 이용한 항입구 유속관측을 실시하였다. 수압 자료에 경향 제거와 Butterworth 고주파수 통과 필터를 적용하여 조석 성분을 제거하였다. 스펙트럼 밀도의 평활화시 주파수폭을 일정하게 유지하는 일정평활화법에 비해 저주파수에서 고주파수로 가면서 폭을 증가시키는 점증평활화법이 장·단주기측에서 모두 만족할 만한 해상도를 보이는 것으로 나타났다. 후자를 현장관측 자료에 적용하여 구한 스펙트럼 밀도와 상대진폭비를 기준하여 감천항의 부진동 모드를 검토하였다. 전체 자료를 분석한 결과 감천항의 Helmholtz 공진 모드는 주기 31.7분에서 상대진폭비 9.2를 보여 동해안의 여러 항만에 비해 상당히 큰 값을 나타냈으며, 제 2 및 제 3 공진주기는 10.3분과 5.4분으로 제시되었다. 한편, 길이를 1일로 분할한 자료들의 분석결과 폭풍시에는 평상시에 비해 스펙트럼 밀도가 매우 컸을 뿐만 아니라 제2 및 제 3 공진의 출현 현상이 우세한 것으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권3호
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• pp.190-195
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• 2013

화천 지진관측소의 시추주상도와 56일간 기록한 상시미동자료 및 3개 원거리 지진이벤트($M_w{\geq}6.0$)를 이용하여 천부 횡파속도(${\nu}_s$)를 구하였다. 지표에서 기록한 상시미동자료의 수평성분/수직성분 스펙트럼비로부터 10 m 두께의 토양층의 ${\nu}_s$(${\nu}^s_s$= 296 m/s)를 결정하였다. 지표로부터 시추공 센서가 설치된 96 m 깊이까지의 평균 ${\nu}_s$($\bar{\nu}_s$= 1,309 m/s)는 3개의 원거리 지진이벤트를 지표 및 시추공 센서로 기록한 자료들의 스펙트럼 상관도로 계산하였다. 이렇게 계산한 ${\nu}^s_s$와 $\bar{\nu}_s$값을 이용하여 계산한 기반암의 ${\nu}_s$는 2,150 m/s이며, 30 m까지의 평균 ${\nu}_s$는 696 m/s이다. 화천 관측소 부지는 비교적 양호한 것으로 판단되며, 이 연구를 통해 구해진 천부 ${\nu}_s$는 향후 지반의 부지증폭효과 및 지진재해의 정량적 평가에 활용될 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제41권2호
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• pp.225-242
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• 2008

이 연구에서는 coda파 스펙트럼 비를 이용하여 한반도 남부의 광대역 지진관측소 23개소에 대한 부지효과를 추정하였다. 원리적으로 부지효과는 지진원과 전달과정중의 감쇠효과를 제외한 관측소 하부에서의 순수한 증폭효과만을 의미한다. 그러나 이 연구에서 구한 부지효과는 모든 관측소의 평균값에 대한 상대적인 부지증폭률과 같다. 2001년 1월부터 2007년 1월 사이에 발생한 규모 2.5부터 5.1까지의 지진 35개로부터 기록된 500개의 3성분 파형이 부지증폭효과를 얻기 위해 사용되었다. 부지증폭률은 중심주파수를 0.2, 0.5, 1,2, 5, 10, 15, 및 20 Hz로 하는 주파수대역에 대해서 계산하였다. 횡단성분과 방사성분의 수평 2성분에 대한 부지증폭률은 모든 주파수 대역에서 서로 일치하나, 수직성분의 증폭률은 수평성분에 비하여 일관되게 낮게 나타났다. 또한 증폭률은 저주파 보다는 고주파에서 일반적으로 증폭의 정도가 큰 경향을 보였다. 부지증폭률은 2 Hz 이하의 저주파에서 1.5 이상의 높은 값을 갖는 기상청과 한국지질자원연구원의 백령도 관측소(BRD1과 BRD2)를 제외한 나머지 관측소에서 0.5와 1.5사이의 값을 갖는다. SEO, SNU, HKU, NPR 및 GKP1 관측소들은 5${\sim}$20Hz범위의 고주파 대역에서 1.5 이상의 높은 값을 보였으며, 특히 GKP1 관측소는 1.8${\sim}$7.8 범위의 높은 증폭값이 나타났다. 또한 KWJ, SND 및 ULJ 관측소는 0.5이하의 낮은 값을 나타내었다. 부지증폭률의 공간적 분포는 한반도 남부에서 대체로 북동부가 남서부에 비해 증폭의 정도가 낮은 경향을 보여 준다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권4호
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• pp.203-210
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• 2013

화천 시추공 지진관측소의 부지특성을 살펴보기 위해 지표와 시추공 자료에 기록된 배경잡음과 지진신호의 특성을 분석하였다. 배경잡음을 분석한 결과, 비교적 잡음유입이 적은 밤 시간대에 비하여 낮 시간대에서 지표/시추공 잡음에너지 비가 약 15배 높게 나타났으며, 저주파에서 고주파로 갈수록 지표/시추공 스펙트럼 비가 크게 나타났다. 지진신호에 대해서는 P파와 SH파의 우세주파수 양상을 비교하였는데, 진앙거리가 가깝고, 규모가 작은 국내지진은 지표자료에서 8 Hz와 46 Hz에서 우세주파수를 보이며 시추공 자료와 다른 값을 나타내었다. 이는 수평/수직 스펙트럼 비 분석으로 구한 퇴적층의 공명주파수(7.4 Hz, 46 Hz)와 일치하며 상부 퇴적층에 영향을 받아 증폭현상이 나타나고 있음을 시사한다. 이번 연구를 통해 지표 관측소에 비하여 시추공 관측소에서는 배경잡음이 최대 20,000배 이상 감소되고, 상부퇴적층에 의한 증폭현상이 나타나지 않아 양질의 자료를 획득하여 지진관측능력이 향상될 수 있음을 알 수 있었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권6호
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• pp.557-566
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• 2019

The evaluation of the seismic hazard for a given site is to estimate the seismic ground motion at the surface. This is the result of the combination of the action of the seismic source, which generates seismic waves, the propagation of these waves between the source and the site, and site local conditions. The aim of this work is to evaluate the sensitivity of dynamic response of extended structures to spatial variable ground motions (SVGM). All factors of spatial variability of ground motion are considered, especially local site effect. In this paper, a method is presented to simulate spatially varying earthquake ground motions. The scheme for generating spatially varying ground motions is established for spatial locations on the ground surface with varying site conditions. In this proposed method, two steps are necessary. Firstly, the base rock motions are assumed to have the same intensity and are modelled with a filtered Tajimi-Kanai power spectral density function. An empirical coherency loss model is used to define spatial variable seismic ground motions at the base rock. In the second step, power spectral density function of ground motion on surface is derived by considering site amplification effect based on the one dimensional seismic wave propagation theory. Several dynamics analysis of a curved viaduct to various cases of spatially varying seismic ground motions are performed. For comparison, responses to uniform ground motion, to spatial ground motions without considering local site effect, to spatial ground motions with considering coherency loss, phase delay and local site effects are also calculated. The results showed that the generated seismic signals are strongly conditioned by the local site effect. In the same sense, the dynamic response of the viaduct is very sensitive of the variation of local geological conditions of the site. The effect of neglecting local site effect in dynamic analysis gives rise to a significant underestimation of the seismic demand of the structure.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권3호
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• pp.209-229
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• 2001

옥계항 내외의 5개 정점에서 부이형 파향·파고계와 수압식 파고계를 사용하여 연속관측한 장·단주기파의 장기간 자료를 분석하여 옥계항 주변 해역에서의 장주기파 에너지의 공간적, 시간적 분포를 검토하였다. 장주기파 자료 분석에 일정평활화법, 점증평활화법 및 이동평균평활화법을 적용하여 각각의 장·단점을 검토한 결과 해당 항만의 제1 공진 모드의 주기와 사용하는 자료의 길이에 따라 적절한 에너지 평활화 방법을 사용해야 함을 보였다. 장기간 자료와 2일 길이의 자료들의 분석 결과를 비교하여 평상시와 폭풍시를 구분하여 해석하는 것이 타당함을 보였다. 한편, 관측 자료의 종합적인 분석 결과 옥계항의 Helmholtz 공진 주기는 약 9.6분(상대진폭비 9∼10)으로 제시되었으며 저중력파 주기대의 주기 1.2∼1.3분과 0.7분의 국부 부진동이 매우 뚜렷하게 나타났다. 그리고, 평상시 자료에서는 항입구와 항내 정점에서 주기 9분 이상에서의 에너지가 저중력파 주기대의 에너지에 비해 100배 이상으로 매우 크게 나타났지만, 폭풍시에는 주파수 대폭에 무관하게 에너지가 크게 나타났으며, 특히 항내에서는 국부 부진동의 에너지가 평상시에 비해 최소 100배 이상으로 제시되었다. 마지막으로 항내에서는 Helmholtz 공진 모드와 주기 1∼2분의 저중력파 에너지가 폭풍파고의 크기에 비례하는 것으로 나타났다.