이 논문에서는 박스형 전력구의 지진응답해석에 사용되는 응답진도법의 보수성을 평가하였다. 이를 위해 25가지 전력구 단면과 각 전력구에 대한 2개의 지반조건을 고려한 총 50개 예제를 선정하였다. 응답진도법의 보수성을 평가하기 위해 동적 지반-구조물 상호 작용을 고려한 정밀해석법에 의한 응답과 비교하였다. 비교결과, 정밀해석 응답에 대한 응답진도법에 의한 응답의 비로 정의한 응답 비의 평균이 1.0에 근접하며, 응답비의 표준편차도 5% 이내로 매우 작아서, 응답진도법에 의한 해석이 정밀해석법과 일관됨을 알 수 있었다. 마지막으로 응답진도법에 의한 응답에 하중계수 1.1을 적용하면 전력구의 보수적인 내진설계가 가능할 것으로 나타났다.

This study simulated strong ground motion waveforms in the southern Korean Peninsula, based on the physical earthquake modeling of the Southern California Earthquake Center (SCEC) BroadBand Platform (BBP). Characteristics of intensity attenuation were investigated for M 6.0-7.0 events, incorporating the site effects. The SCEC BBP is software generates broadband (0-10 Hz) ground-motion waveforms for earthquake scenarios. Among five available modeling methods in the v16.5 platform, we used the Song Model. Approximately 50 earthquake scenarios each were simulated for M 6.0, 6.5, and 7.0 events. Representative metrics such as peak ground acceleration (PGA) and peak ground velocity (PGV) were obtained from the synthetic waveforms that were simulated before and after the consideration of site effects (VS30). They were then empirically converted to distribution of instrumental intensity. The intensity that considers the site effects is amplified at low rather than high VS30 zones.

본 연구에서는 미국 남캘리포니아 지진센터에서 개발한 물리적 지진모델링 기반 광대역 강지진동 모사 플랫폼( 버전 16.5)을 활용하여, 규모 6.0, 6.5, 7.0 지진에 대한 진도 감쇠 특성 분석을 수행하였다. 지진 발생 위치는 2016년 규모 5.8 경주 지진 진앙 인근을 가정하였으나 지각 전파 모델의 경우 남캘리포니아 강지진동 모사 플랫폼에서 제공하 는 미국의 대표적인 지각 모델 두 개를 사용하였다. 하나는 판 내부를 대표하는 미국 중동부 지역(Central and Eastern United States, CEUS) 모델이고 다른 하나는 판의 경계를 대표하는 미 서부 지역(LA Basin) 모델이다. 버전 16.5 플랫 폼에는 5개의 모델링 방법론이 제시되고 있으며 본 연구에서는 Song 모델과 Exsim 모델을 사용하였다. 동일 규모의 지진이라 하더라도 지진발생 환경이 다른 지역(CEUS vs LA Basin)에서는 같은 진앙 거리에서 진도 2 등급에 가까운 차이가 발생할 수 있음을 본 연구를 통해서 발견하였다. 본 연구에서 나타난 지역별 진도 감쇠 특성의 차이를 감안할 때 한반도에서 좀 더 정밀한 지진재해 평가를 위해서는 지역에 적합한 진도 감쇠 특성을 이해하는 것이 중요할 것으로 판단되며 본 연구는 지역 특화된 진도 감쇠 특성을 고려하지 않을 경우 진도 감쇠 분포의 불확실성 정도를 잘 보여준다.

Recent two moderate earthquakes (2016 Mw=5.4 Gyeongju and 2017 Mw=5.5 Pohang) in Korea provided the unique chance of developing a set of relations to estimate instrumental seismic intensity in Korea by augmenting the time-history data from MMI seismic intensity regions above Ⅴ to the insufficient data previously accumulated from the MMI regions limited up to Ⅳ. The MMI intensity regions of Ⅴ and Ⅵ was identified by delineating the epicentral distance from the reference intensity statistics in distance derived by using the integrated MMI data obtained by combining the intensity survey results of KMA (Korea Meteorological Administration) and ‘DYFI (Did You Feel It)’ MMIs of USGS. The time-histories of the seismic stations from the MMI intensity regions above Ⅴ were then preprocessed by applying the previously developed site-correction filters to be converted to a site-equivalent condition in a manner consistent with the previous study. The average values of the ground-motion parameters for the three ground motion parameters of PGA, PGV and BSPGA (Bracketed Summation of PGA per second for 30 seconds) were calculated for the MMI=Ⅴ and Ⅵ and used to generate the dataset of the average values of the ground-motion parameters for the individual MMIs fromⅠ to Ⅵ. Based on this dataset, the linear regression analysis resulted in the following relations with proposed valid ranges of MMI.

2015년 12월 22일 전북 익산시 북쪽 지역에서 발생한 익산지진(ML=3.85)의 본진 및 2개 여진에 대해 FOCMEC (FOCal MEChanism determination) 프로그램을 이용하여 단층면해를 구하였다. 본진의 단층면해는 북동-남서 또는 북서-남동 방향의 단층면을 가지는 역단층성 주향이동단층운동의 특성을 보이며, 이는 남한 내륙지진의 단층운동 특성과 거의 유사하다. 익산지진 전후 발생한 미소지진 이벤트를 검출하고자 2015년 12월 15일~2016년 01월 22일 진앙으로부터 반경 100 km 이내에 위치한 13개 관측소에 기록된 연속 지진파형 자료를 PQLII 프로그램(PASSCAL, 2017)으로 분석하고, 19개 지진의 진원지를 새로 결정하였다. 미소지진의 진앙 분포는 특정 단층 혹은 구조선에 집중되는 현상은 나타나지 않았으나, 익산지진과 3개의 여진은 한곳에 집중 분포한다. 익산지진의 진도 분포는 전화 문의 및 피해 접수 자료를 수집하여 구하였으며, 또한, 각 관측소에 기록된 PGA (Peak Ground Acceleration)를 이용하여 계기 진도를 도출하였다. 그 결과 익산지진의 MMI 진도등급은 최대 V로 평가된다.

한반도의 22개 지진과, 북중국의 46개 지진자료를 활용하여 직접적으로 지진규모 평가가 어려운 우리나라 역사 지진의 규모 평가 방법을 도출코자 하였다. 한반도를 포함한 Sino-Korea craton에서 지진효과, 피해 등으로부터 구한 최 대 진도(I0)와 지역규모(ML)와의 관계식은 ML=1.7+0.57×I0이다. 감진면적만 추정이 가능한 역사지진의 경우, 한반도에 서 적용 가능한 지역규모-감진면적(FA) 식은 ML=4.29−1.34×log(FA)+0.28×log2(FA)이다. 그러나 역사지진에서 감진면 적에 대한 불확실성으로 인해 지진효과, 피해 기록과 감진 면적이 동시에 기록된 경우 최대진도-규모 관계식을 통해 규 모를 평가하는 것이 더 타당하다고 본다.

Seismic intensity deduced from instrumental data has been evaluated using the empirical relationship between intensity and peak ground acceleration (PGA) during an earthquake. The Japan Meteorological Agency (JMA) developed a seismic intensity meter, which can estimate the real-time seismic intensity from seismic motions observed at a local site to evaluate the damage during the earthquake more correctly. This paper proposes a practical application of the JMA intensity to dams during the 2013 earthquake in Yeongcheon, Korea. In the present paper, seismic intensity was estimated from the relationships between accelerations observed at Yeongcheon Dam. Estimated seismic intensities were in the range of 0 to 3, which was verified from the displacements of dams and the variation of the ground water level observed at Yeongcheon dam during the earthquake. The JMA intensity, which is determined by considering the frequency, duration of cyclic loading, etc., was 0 (zero) and there was no damage to Yeoncheon dam during the earthquake.

지진파의 푸리에 가속도스펙트럼(Fourier Acceleration Spectrum)에 기반한 계측진도 평가방법(Sokolov and Wald, 2002)의 국내 적용성을 평가하기 위해 관련 논문(연관희 등, 2009)에서 평가된 국내 지진의 진도 MMI {leq} IV 범위에 대한 진도별 FAS 평균(m)과 표준편차({\sigma}) 모델을 이용하여, FAS 진도평가방법의 타당성을 평가하여 보았다. FAS 통계특성 모델 평가시 사용된 지진관측자 료의 FAS를 이용하고 본 연구에서 프로그램으로 구현된 FAS 진도평가기법을 적용할 경우 관측된 진도를 {\sigma} = 0.74 MMI의 오차로 추정할 수 있었으며, 오차의 지진규모-거리 의존성을 추가로 보정할 경우 오차를 {\sigma} = 0.61 MMI 까지도 저감할 수 있었다. 또한 본 방법을 MMI {\leq} IV에 대한 국내 FAS 통계특성 모델과 MMI {\geq} V에 대한 전 세계 FAS 통계특성 모델을 함께 이용하여, 진도 VI 이상인 국내 피해지진의 진도를 미소지진관측자료의 지진원특성을 이론적으로 증가시켜 도출된 스펙트럼을 이용하여 추정한 결과 최대 진도추정 오차 0.63 이내로 예측할 수 있었다.

본 연구에서는 지진파의 푸리에 가속도스펙트럼(Fourier Acceleration Spectrum)에 기반한 계측진도 평가방법(Sokolov and Wald, 2002)을 국내에 적용하기 위해 국내 지진 MMI {\leq} IV 범위에 대한 진도별 FAS 통계특성(평균과 표준편차) 모델을 기상청 발표 진도자료로 부터 도출된 65개 지진에 대한 등진도구역도(Isoseismal Maps)와 등진도구역도 상의 일관된 부지특성을 갖는 580개 수평성분 FAS 자료를 기반으로 경험적으로 도출하였다. 일관된 부지특성을 갖는 FAS는 특정 지진관측소에서 관측된 FAS를 국내 지반물성을 대표할 수 있는 D 등급관측소(연관희와 서정희, 2007)의 부지증폭특성을 갖도록 변환하여 도출하였다. 국내 지진의 MMI {\leq} IV의 FAS 평균값은 로그영역에서 진도에 비례하는 선형성을 나타내었으며, 진도 IV에 대한 FAS 평균은 전 세계 모델과 유사한 특징을 보였다. 또한 진도 MMI {\leq} IV의 FAS 표준편차는 진도 V 이상의 전 세계적인 모델의 표준편차 보다는 크게 평가되었으나, 진도 IV에 대한 전 세계적인 모델의 표준편차보다는 현저히 낮은 값을 나타내었다.

2007년 1월 20일 평창군 진부면 오대산 일대에서 발생한 오대산 지진(ML=4.8)은 천발지진(진원깊이 약 10 km)으로서 감진구역이 남한 남서부 일부를 제외한 전역에 이르렀다. 본진에 의한 최대 진도는 VI으로 VI에 해당하는 지역은 평창군 진부면, 도암면, 강릉, 주문진, 평창을 포함하는 지역으로서 강한 지진동과 함께 건물 실내외부 벽의 균열발생, 지붕의 기와나 스레트의 낙하 및 이동, 실내외 벽 타일의 떨어짐, 선반위 물체의 떨어짐, 도로의 낙석 등이 발생하였다. P파 초동극성과 SH/P 진폭비 자료를 이용한 단층면해는 본진의 경우 북북동-남남서 주향의 주향이동 단층운동을 나타내며, 2회의 여진은 남북 내지 북북동-남남서 주향의 역단층 운동이 우세함을 보인다. 전진, 본진 및 여진의 분포, 피해 지역 분포, 단층면해 등을 종합적으로 고려할 때 진앙지 부근에 우세하게 발달하고 있는 북북동-남남서 주향의 월정사단층이 기진 단층의 역할을 했을 것으로 추정된다. 여진 분포로 짐작컨대 subsurface에서의 이 단층의 파쇄 길이는 약 2 km로 판단되며, 추후 이 단층에 대한 고지진학적 조사가 필요하다.

1996년 12월 13일 강원도 영월에서 발생한 지진에 대한 설문 조사를 남한 전지역에 걸친 262개 지역에서 실시하고 진도 평가를 실시하였으며 남한 지역에서의 지진 에너지 감쇠특성을 분석하였다. 진도평가 결과 이번 지진은 남한지역에서 진도II~진도VIII 사이의 분포를 보이나 남한 일대의 전반적인 진도분포를 잘 보여주고 있다. 진도 VI이상의 지역에서는 벽에 금이 가는 등 상당한 지진피해가 있는 것으로 조사되었다. 등진도도에서 나타난 가장 현저한 특징은 이 지진의 규모가 기상청에서 4.5로 보고된 점을 감안할 때 감진 지역이 제주도를 제외한 남한 전지역을 포함하여 타 지진의 경우보다 두드러지게 넓다는 점이다. 이러한 사실은 이 지진도 규모가 실제 보다 낮게 평가되었거나 진원의 심도가 보다 깊다는 것으로 해석된다. 이 지진이 기상청 발표과 같이 진원심도가 10km 이하인 천발지진이라고 가정할 때 등진도도에서 진도 IV에서 VII사이의 등진도 등고선에 의해 둘러싸인 감진 지역의 면적으로부터 규모를 산정한 결과 규고가 평균 5.4로 나타났다. 따라서 앞으로 원거리 지진기록을 이용한 보다 정밀한 규모 및 진원 깊이의 산정이 이루어져야 할 것으로 판단된다.