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문제 정의
- 또한 LM (Levenberg-Marquardt) 역산법을 적용하여 지진원 관련 변수(fo, zkz) 및 지진파의 비탄 성감 쇠와 관련된 변수(0, % 粉를 비선형적으로 동시에 구하였다. 수행한 결과값을 기존의 연구 결과와 비교 및 분석하고 국내의 주요 구조물의 내진설계에 중요하게 이용되는 강진 자료 합성에 필요한 기초자료로 제시하고자 한다. 이를 위해 본 연구 결과값을 노명현(1994)也 정태웅(2001)。), 연관희(2002)°), Junn et al(2003)(4) 등에 의한 기존 연구 결과와 비교하였다.
제안 방법
- 이러한 점을 고려하여 본연구결과를 미국 동부(EPRI) (13) 및 Boore et al(")과 Anderson and Hough'") 에 의해 제시된 서부 지역과 개략적으로 비교하였다. 지각 전체의 지진파의 감쇄특성을 나타내는 변수인 Q0값은 미국동부, 미국서부 지역의 대표 값 및 연관희(2002)°)등이 제시한 값보다 다소 높게 분석되었다.
- 앞의 2가지 경우는 역산을 위한 주파수범위를 고정시켜 역산을 수행하였다. 3번째 경우는 최소 주파수값을 또한 4번째 경우는 최소와 최대 주파수 값을 각각의 지반 진동의 잡음 특성에 따라 달리하여 역산을 수행하였다. 특히 4번째 경우 역산을 위한 최대주파수는 Nyquist 주파수를 고려하여 30Hz로 제한하였다.
- 관측된 지반 진동을 LM 역산 방법론의 적용하여 지진 원 및 지진파감쇄 파라메타와 같은 가속도 지배방정식의 변수값을 비선형적으로 동시에 분석하였으며 표 2에서 제시된 순서도에 따라 순차적으로 수행하였다.
- 적용하였다. 또한 경주지역에서 발생한 3개의 지진으로부터 관측된 지반 진동 자료 중에서 지진파전달 경로에 대한 중복성의 증가를 이용하여 지진파전달 경로에 대한 분산을 최소화를 시도하였다.
- 본 연구는 «(0) 및 Q(/)를 각각 독립변수로 간주하여 비선형적으로 동시에 역산으로부터 구하였다. 하지만 Junn et al(2002)(4) 등과 같은 일부 다른 연구에서는 지진 관측자료를 이용하여 우선 漑氏)을 구하고 다시 관계식을 이용하여 Q(/)을 구하는 과정을 따르고 있다.
- 지진파의 증폭률은 관측소 하부의 전 단파 속도 및 밀도 등에 의해 결정된다. 본 연구에서는 /(/)에 대한 국내 연구 결과가 충분하지 못하여 역산을 위한 관심 주파수 대역에 걸쳐서 증폭 계수 1을 일률적으로 사용하였다.
- 2)으로부터 7개 관측소 등 3개의 지진으로부터 27개의 관측된 지반 진동 자료이다. 본 연구에서는 전 단파 에너지를 이용하였다. 1999년 4월 24일과 1999년 9월 12일 발생한 지진으로부터 관측된 자료는 속도자료이기 때문에 주파수 영역에서 2 .
- 우선 역산을 위한 주파수 범위는 본 연구에서 적용된 관 즉 지반 진동의 주파수 특성을 고려하여 4가지 경우를 설정하였으며 각각 0.5Hz - 25Hz, 0.5Hz - 30Hz, Free Hz - 25Hz 및 Free Hz - Free Hz이다. 여기서 free는 역산을 위해상한 또는 하한 주파수 경계값을 잡음조건에 따라 달리하는 것을 의미한다.
- 표 2에서 제시된 S*wave의 시간창 길이는 Rayleigh 파를 최대한 제외하였고, 시간창 시작점은 S파 에너지 도달 전 2초전으로 하고 진원 거리에 따라 S파 시간 창의 길이를 제시된 공식을 이용하여 조절하였다. 잡음을 제거하기 위해 잡음의 시간창 길이를 S파 시간 창의 길이와 동일하게 설정하여 주파수간격 차이 등에 대한 문제점 발생을 사전에 배제하였다.
- 제시되어 있다. 표 3에서 제시된 바와 같이 역산 대상의 주파수 대역을 변화 시켜 역산을 시도하여 결과를 비교하였다.
대상 데이터
- 7T . f룰 곱하여 가속도 형태의 자료로 변환하였고 1999 년 6월 2일 발생한 지진으로부터 관측된 가속도자료는 변환 없이 그대로 이용하였다. 본 연구에서 사용된 관측자료는 표 1에 제시되어 있고 각각 지진발생일시, 진앙위치, 진원깊이, 지진규모 및 관측소 목록을 나타내고 있다.
- f룰 곱하여 가속도 형태의 자료로 변환하였고 1999 년 6월 2일 발생한 지진으로부터 관측된 가속도자료는 변환 없이 그대로 이용하였다. 본 연구에서 사용된 관측자료는 표 1에 제시되어 있고 각각 지진발생일시, 진앙위치, 진원깊이, 지진규모 및 관측소 목록을 나타내고 있다. 진앙위 치, 진원 깊이, 지 진 규모는 한국지질자원 연구원의 분석 결과를 참조하였다.
- 본 연구에서 사용한 자료는 경주 부근에서 일어난 1999년 4월 24일 발생한 지진(규모 3.3)으로부터 6개 관측소, 1999년 6월 2일 발생한 지진(규모 4.0)으로부터 14개 관측소 및 1999년 9월 12일 발생한 지진 (규모 3.2)으로부터 7개 관측소 등 3개의 지진으로부터 27개의 관측된 지반 진동 자료이다. 본 연구에서는 전 단파 에너지를 이용하였다.
- 본 연구에서는 제한된 경주지역에서 발생한 3개의 3.0 이상의 중규모의 지진으로부터 관측된 지반 진동 자료를 사용하였다. 또한 LM (Levenberg-Marquardt) 역산법을 적용하여 지진원 관련 변수(fo, zkz) 및 지진파의 비탄 성감 쇠와 관련된 변수(0, % 粉를 비선형적으로 동시에 구하였다.
데이터처리
- 수행한 결과값을 기존의 연구 결과와 비교 및 분석하고 국내의 주요 구조물의 내진설계에 중요하게 이용되는 강진 자료 합성에 필요한 기초자료로 제시하고자 한다. 이를 위해 본 연구 결과값을 노명현(1994)也 정태웅(2001)。), 연관희(2002)°), Junn et al(2003)(4) 등에 의한 기존 연구 결과와 비교하였다.
이론/모형
- 고주파 영역에서 관측 강진 운동의 급격한 감소를 모델화하는 이론은 f-max 모델 및 kappa 모델과 같은 2가지 종류가 제시되어 있으며 본 연구에서는 Anderson and Hough(1984)"의 고주파 감쇠 필터 모델인 kappa 모델을 적용하였고 다음과 같은 형태로 제시된다.
- 0 이상의 중규모의 지진으로부터 관측된 지반 진동 자료를 사용하였다. 또한 LM (Levenberg-Marquardt) 역산법을 적용하여 지진원 관련 변수(fo, zkz) 및 지진파의 비탄 성감 쇠와 관련된 변수(0, % 粉를 비선형적으로 동시에 구하였다. 수행한 결과값을 기존의 연구 결과와 비교 및 분석하고 국내의 주요 구조물의 내진설계에 중요하게 이용되는 강진 자료 합성에 필요한 기초자료로 제시하고자 한다.
- 본 연구에서는 3개의 경주지역에서 발생한 지진으로부터 관측된 자료를 이용하여 추계학적 지진모델 파라 미터 인지 진원 관련변수(Mw, h, 및 지진파감쇄 관련변수 3(。), Q(/))를 안정적으로 분석하기 위해 LM 역산 방법을 적용하였다. 또한 경주지역에서 발생한 3개의 지진으로부터 관측된 지반 진동 자료 중에서 지진파전달 경로에 대한 중복성의 증가를 이용하여 지진파전달 경로에 대한 분산을 최소화를 시도하였다.
- 본 연구에서 사용된 관측자료는 표 1에 제시되어 있고 각각 지진발생일시, 진앙위치, 진원깊이, 지진규모 및 관측소 목록을 나타내고 있다. 진앙위 치, 진원 깊이, 지 진 규모는 한국지질자원 연구원의 분석 결과를 참조하였다. 수직 성분은 본 논문에서 연구의 대상이 아니기 때문에 제외하였고 또한 수평 성분의 S파 에너지 중에서 S/N 비가 낮은(약 3.
- 추계학적 지진 모델은 단일 코너 주파수 및 일정한 응력 강하(stress drop)의 w2 형태의 지진 원 모델을 이용하였다. 가속도시간이력에 대한 푸리에스펙트럼은 a(/)로 나타내고 여러가지 형태로 주어질 수 있으나 본 연구에서는 다음의 식을 이용하였다.
성능/효과
- 지진 규모 Mw의 경우 3개 지진에 대한 규모 크기의 순서는 동일하나 본 연구의 결과값이 Junn et al (2002)°)에 비해 규모값이 전체적으로 보다 작게 분석되었다. 마지막으로 코너주파수의 경우 본 연구 결과 값이 Junn et al (2002)住)에 비해 규모값이 일반적으로 크게 분석되었고 이러한 결과는 코너주파수 및 지진 규모와의 일반적인 관계식과 부합되는 결과이다.
후속연구
- 또한 더욱 많은 지반 진동 관측자료를 포함시켜 지진규모 분석 및 관측소 부지고유 특성을 이용하여 평가한 결과는 내진설계에 중요 자료로 활용 가능할 것으로 예상된다. 또한 기존연구 결과들과 효과적으로 비교하기 위해 지진원 관련변수 (Mw, f0, Z0) 및 지진파 감쇄 관련 변수(以。), Q09)와 같은 각각의 변수값들에 대해 표준편차 값을 고려하여 보다 체계적으로 분석할 필요도 있다.
- 또한 더욱 많은 지반 진동 관측자료를 포함시켜 지진규모 분석 및 관측소 부지고유 특성을 이용하여 평가한 결과는 내진설계에 중요 자료로 활용 가능할 것으로 예상된다. 또한 기존연구 결과들과 효과적으로 비교하기 위해 지진원 관련변수 (Mw, f0, Z0) 및 지진파 감쇄 관련 변수(以。), Q09)와 같은 각각의 변수값들에 대해 표준편차 값을 고려하여 보다 체계적으로 분석할 필요도 있다.
- 향후 관측소의 부지천부의 증폭 특성을 고려한 연구 결과를 통하여 기존의 연구결과와 비교할 필요가 있다. 또한 더욱 많은 지반 진동 관측자료를 포함시켜 지진규모 분석 및 관측소 부지고유 특성을 이용하여 평가한 결과는 내진설계에 중요 자료로 활용 가능할 것으로 예상된다.
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