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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 신동훈
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 전남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수39
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한반도는 유라시아판 내부에 위치하여 지진이 시공간적으로 불규칙하게 발생하는 판 내부 지진의 특성을 가지며, 판 경계지역에 비해 큰 규모의 지진이 자주 발생하지 않기 때문에 지진에 대해 안전하다는 인식을 가져왔다. 하지만 40 여년의 계기지진 관측기간 동안 규모 5.0 이상의 지진이 10 여 차례 발생하였고. 최근 2016 울산지진, 경주지진, 2017 포항지진과 같은 강지진이 연달아 발생함에 따라 많은 재산상의 피해를 경험한 바 있다.
지진은 예측 불가한 재해이고 현대 사회는 도시 광역화, 인구 밀집 현상 등에 의해 지진재해에 취약하며, 이에 대비하기 위하여 지진재해도 연구, 강진동 연구와 같은 다양한 연구들이 수행되고 있다. 특히 지진재해도 연구를 위해서는 한반도의 지진원 특성과 지진파 감쇠 특성에 관련된 기초적이며 종합적인 연구가 선행되어야 한다.
지진파 감쇠 특성 연구는 다수 수행되었으나, 대부분의 연구가 비탄성적 감쇠에 관련된 연구였으며, 기하학적 확장계수는 지진파 감쇠 특성을 나타내는 주요한 인자임에도 불구하고, 지금까지 한반도에서 지진파의 기하학적 확장계수와 관련된 연구가 활발히 수행되지 못하였다.
따라서 본 연구에서는 2001년부터 2018년까지 한반도에서 발생한 규모 3.0 이상의 지진 194개 중 123개 지진자료로부터 약 20,000개의 속도, 가속도자료를 분석하여, 한반도 지역의 지진파의 기하학적 확장계수 특성을 파악하였다. 기하학적 확장계수를 추정하기 위해 S파의 도달시간을 육안으로 결정하고, S파의 스펙트럼 진폭을 구하였다. 이때 국지지진에서 지진에 의한 피해를 줄 수 있는 주파수 대역인 1 Hz에서 10 Hz까지의 구간을 13개 이산 주파수로 나누어 스펙트럼 진폭을 계산하였다. 회귀분석에는 수직 성분, 수평 성분, 3성분의 벡터합 지진자료의 스펙트럼 진폭 248,892개를 사용하였고, 격자검색법을 이용하여 지진파의 우세위상 변화구간, 기하학적 확장계수, Q 값을 구하였다.
회귀분석결과, 수직, 수평, 3성분 벡터합 자료 모두 주파수와 관계없이 지진파의 우세구간이 세 구간으로 나뉘는 결과를 보였다. 회귀분석에 사용된 모든 자료를 종합한 결과, 진앙거리 40 km 이내의 기하학적 확장계수는 1.0, 40 km에서 110 km 이내의 기하학적 확장계수는 0.0, 110 km 이상에서는 0.5로 추정되었다. 특히 SmS파 우세구간인 진앙거리 40 km에서 110 km 이내에서는 지진동의 진폭이 거리가 증가함에 따라 줄어들지 않고 유지되는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 한반도 지진파의 기하학적 확장 특성이 기존에 사용되던 두 구간으로 구분되는 것이 아니라 세 구간으로 나뉘는 것으로 확인하였으며, 지진파의 우세구간 변화 진앙거리와 기하학적 확장계수를 추정하였다. 이와 같은 결과는 기하학적 확장계수를 사용하는 지진재해도 연구, 지진원 요소 연구, 지진파 감쇠 특성연구, 강진동 연구 등 다양한 연구에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
지진은 예측 불가한 재해이고 현대 사회는 도시 광역화, 인구 밀집 현상 등에 의해 지진재해에 취약하며, 이에 대비하기 위하여 지진재해도 연구, 강진동 연구와 같은 다양한 연구들이 수행되고 있다. 특히 지진재해도 연구를 위해서는 한반도의 지진원 특성과 지진파 감쇠 특성에 관련된 기초적이며 종합적인 연구가 선행되어야 한다.
지진파 감쇠 특성 연구는 다수 수행되었으나, 대부분의 연구가 비탄성적 감쇠에 관련된 연구였으며, 기하학적 확장계수는 지진파 감쇠 특성을 나타내는 주요한 인자임에도 불구하고, 지금까지 한반도에서 지진파의 기하학적 확장계수와 관련된 연구가 활발히 수행되지 못하였다.
따라서 본 연구에서는 2001년부터 2018년까지 한반도에서 발생한 규모 3.0 이상의 지진 194개 중 123개 지진자료로부터 약 20,000개의 속도, 가속도자료를 분석하여, 한반도 지역의 지진파의 기하학적 확장계수 특성을 파악하였다. 기하학적 확장계수를 추정하기 위해 S파의 도달시간을 육안으로 결정하고, S파의 스펙트럼 진폭을 구하였다. 이때 국지지진에서 지진에 의한 피해를 줄 수 있는 주파수 대역인 1 Hz에서 10 Hz까지의 구간을 13개 이산 주파수로 나누어 스펙트럼 진폭을 계산하였다. 회귀분석에는 수직 성분, 수평 성분, 3성분의 벡터합 지진자료의 스펙트럼 진폭 248,892개를 사용하였고, 격자검색법을 이용하여 지진파의 우세위상 변화구간, 기하학적 확장계수, Q 값을 구하였다.
회귀분석결과, 수직, 수평, 3성분 벡터합 자료 모두 주파수와 관계없이 지진파의 우세구간이 세 구간으로 나뉘는 결과를 보였다. 회귀분석에 사용된 모든 자료를 종합한 결과, 진앙거리 40 km 이내의 기하학적 확장계수는 1.0, 40 km에서 110 km 이내의 기하학적 확장계수는 0.0, 110 km 이상에서는 0.5로 추정되었다. 특히 SmS파 우세구간인 진앙거리 40 km에서 110 km 이내에서는 지진동의 진폭이 거리가 증가함에 따라 줄어들지 않고 유지되는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 한반도 지진파의 기하학적 확장 특성이 기존에 사용되던 두 구간으로 구분되는 것이 아니라 세 구간으로 나뉘는 것으로 확인하였으며, 지진파의 우세구간 변화 진앙거리와 기하학적 확장계수를 추정하였다. 이와 같은 결과는 기하학적 확장계수를 사용하는 지진재해도 연구, 지진원 요소 연구, 지진파 감쇠 특성연구, 강진동 연구 등 다양한 연구에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
목차
1. 연구 배경 및 목적 12. 지진파의 감쇠 4가. 지진파의 전파 4나. 지진파의 감쇠 5다. 선행연구 83. 연구방법 11가. 푸리에 변환(Fourier transform) 141) Multitaper Spectral Method (Thomson, 1982) 174. 연구내용 235. 회귀분석 30가. 분석방법 30나. 분석과정 371) 이산 주파수별 분석 372) 성분별 분석 643) 최종 결과 73다. 결과검토 766. 토의 및 결론 997. 사사 1018. 참고문헌 1029. 부록 107
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