[논문]동시베리아 지역의 지진 증폭 특성

박두희; 곽형주; 강재모; 이용국

doi:10.7843/kgs.2014.30.10.67

동시베리아 지역의 지진 증폭 특성
Seismic Amplification Characteristics of Eastern Siberia 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.30 no.10, 2014년, pp.67 - 80

박두희 (한양대학교 건설환경공학과) , 곽형주 (한양대학교 건설환경공학과) , 강재모 (한국건설기술연구원) , 이용국 (한양대학교 건설환경공학과)

초록
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동시베리아 지역에 분포하는 영구 동토층의 두께는 평균적으로 200~500m이며, 기온에 따라 지반물성이 변화하는 계절동토층이 지역에 따라 지표면에서 약 0~4m까지 형성되어 있다. 계절 동토의 전단파 속도는 흙의 종류에 따라 여름에는 약 80m/s에서 겨울철 동결상태에서는 약 1500m/s까지 크게 변이한다. 융해시 계절 동토층과 하부의 영구 동토층 사이의 전단파 속도 차이 때문에 매우 큰 임피던스가 발생하고 이로 인해 지진파가 증폭될 수 있다. 특히, 경계면에서 큰 변위가 발생할 수 있으므로 내진설계 시 이의 영향을 고려해야 한다. 본 연구에서는 계절 동토층의 두께와 전단파 속도 변화에 따른 영향이 지반 증폭특성 및 지반변형에 미치는 영향을 규명하기 위하여 1차원 등가정적 지반응답해석을 수행하였다. 동시베리아의 Yakutsk와 Chara 지역에 대한 지질보고서를 바탕으로 지반주상도를 선정하였으며 입력지진파의 영향을 증명하기 위해 총 20개의 계측지진파를 사용하였다. 계절 동토층의 두께가 증가할수록 증폭현상이 크게 발생하였으며, 계절동토층과 영구 동토층 사이의 전단파 속도 차이가 클수록 증폭계수가 증가하는 것으로 나타났다. 특히 동시베리아 지역에 넓게 분포되어 있는 유기질토인 토탄은 증폭에 큰 영향을 미치므로 설계시 이를 반드시 고려해야 할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The thickness of permafrost in Eastern Siberia is from 200 to 500 meters. The seasonally frozen layer can vary from 0 to 4m depending on ground temperature and its location. The shear wave velocity varies from 80m/s in summer to 1500m/s in winter depending on soil type. When melted, large impedence will occur due to the difference between the shear wave velocity of seasonally frozen soil and that of permafrost layer. Large displacement may occur at the boundary of the melted and the frozen layer, and this phenomenon should be considered in a seismic design. In this research, one-dimensional equivalent linear analyses were performed to investigate the effects of the seasonally frozen layer on ground amplification characteristics. Soil profiles of Yakutsk and Chara in Eastern Siberia were selected from geotechnical reports. 20 recorded ground motions were used to evaluate the effect of input motions. As the thickness of seasonally frozen layer and the difference in the shear wave velocity increases, the amplification is shown to increase. Peat, very soft organic soil widely distributed throughout Eastern Siberia, is shown to cause significant ground motion amplification. It is therefore recommended to account for its influence on propagated motion.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	영구 동토란?	영구 동토는 수년 이상 동안 지속적으로 지반 온도가 0℃ 이하인 지반을 말한다(Davis, 2001). 동시베리아 지역의 영구동토 기온은 평균 -13～5℃를 나타내며 남쪽으로 갈수록 평균 토양온도가 증가하는 경향을 나타낸다.
	계절동토 및 영구동토가 형성된 지역에서 발생한 지진이 구조물에 미치는 영향을 파악하는 것이 중요한 이유는?	동시베리아 지역에는 다수의 지진이 발생하였다. 1999년 2월, 바이칼 호수 남서부지역에서 Mw=5.9(Ms=6.1)의 강진이 일어났다. 또한 바이칼 호수 북동부지역에서 1999년 3월에 Mw=5.9(Ms=6.1), Mw=5.9(Ms=6.0)의 강진이 발생하였다(Nevskiy et al., 2003).
	동시베리아 지역의 영구동토의 평균 기온은?	영구 동토는 수년 이상 동안 지속적으로 지반 온도가 0℃ 이하인 지반을 말한다(Davis, 2001). 동시베리아 지역의 영구동토 기온은 평균 -13～5℃를 나타내며 남쪽으로 갈수록 평균 토양온도가 증가하는 경향을 나타낸다. 이 지역의 계절동토는 0.

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