Development and Application of a Source for Crosshole Seismic Method to Determine Body Wave Velocity with Depth at Multi-layered Sites

다층 구성 부지에서의 깊이별 실체파 속도의 결정을 위한 시추공간 탄성파 탐사 발진 장치 개발 및 적용

  • Sun, Chang-Guk (Earthquake Research Center, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) ;
  • Mok, Young-Jin (School of Architecture and Civil Engineering, Kyung Hee University)
  • 선창국 (한국지질자원연구원 지진연구센터) ;
  • 목영진 (경희대학교 토목건축공학부)
  • Published : 2006.08.31

Abstract

Among various borehole seismic testing techniques for determining body wave velocity, crosshole seismic method has been known as one of the most suitable technique for evaluating reliably geotechnical dynamic properties. In this study, to perform successfully the crosshole seismic test for rock as well as soil layers regardless of the groundwater level, multi-purposed spring-loaded source which impact horizontally a subsurface ground in vertical borehole was developed and applied at major facility sites in Korea. The geotechnical dynamic properties were evaluated by determining efficiently the body wave velocities such as shear wave velocity and compressional wave velocity from the horizontally impacted crosshole seismic tests at study sites, and were provided as the fundamental parameters for the seismic performance evaluation and seismic design of the target facilities.

실체파 속도 결정 목적의 여러 시추공 탄성파 시험 기법 중에서 크로스홀 기법은 지반 동적 특성 평가에 신뢰성이 가장 높은 결과를 도출할 수 있는 기법 중의 하나로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 지하수위 존재 여부에 관계 없이 토사 뿐 만 아니라 암반을 대상으로 크로스홀 탄성파 시험을 성공적으로 수행할 수 있도록, 연직 시추공 안에서 지반에 대한 수평 방향 가진이 가능한 다목적의 스프링식 발진 장치를 개발하고, 국내 주요 시설물 부지들을 대상으로 크로스홀 탄성파 시험을 실시하였다. 대상 부지에서의 수평방향 가진의 크로스홀 탄성파 시험으로부터 전단파 속도 및 압축파 속도와 같은 실체파 속도의 결정을 통해 지반 동적 특성을 효율적으로 평가하였으며, 적용 대상인 시설물들의 내진 성능 평가 및 내진 설계를 위한 근본 자료로 제시하였다.

Keywords

References

  1. 건설교통부, 1997, 내진설계기준연구(II)
  2. 목영진, 강병수, 김정한, 2003, 인홀 시험을 이용한 암반의 동적 물성치 측정, 대한토목학회 논문집, 23, 119-125
  3. 목영진, 선창국, 김정한, 정진훈, 박철수, 2005, 횡방향 발진 크로스홀 탄성파 시험을 이용한 지반의 동적 특성 평가, 제7회 특별심포지엄 논문집, 한국물리탐사학회, 전남대학교, 155-175
  4. 백영식, 목영진, 임수빈, 1996, 지만구조의 영상화를 위한 Seismic Geotomography 개발, 건설교통부
  5. 선창국, 강병수, 김영수, 목영진, 2005a, 인흘 시험을 이용한 암반의 동적 강성 평가, 지질공학, 15, 309-323
  6. 선창국, 조성민, 정종홍, 정경자, 2005b, 지반의 전단파 속도 결정을 위한 SCPfU의 활용 방안 고찰, 2005년 기초 . 연약지반 . 지반조사 기술위원회 공동 학술발표회 논문집, 한국지반공학회, 한양대학교, 99-114
  7. Butler, D. K., and Curro, J. R., Jr., 1981, Crosshole seismic testing-Procedure and pitfalls, Geophysics, 46, 23-29 https://doi.org/10.1190/1.1441134
  8. Kim, B. H., 2001, Investigation for Shear Wave Velocity and Degree of Weathering of Decomposed Granite Soil in Hongsung, M.Sc. Thesis, Seoul National University
  9. Kim, D. S., Bang, E. S., and Kim, W. C., 2004, Evaluation of various downhole data reduction methods for obtaining reliable Vs profiles, Geotechnical Testing Journal, 27, 334-341
  10. Mok, Y. J., 1987, Analytical and Experimental Studies of Borehole Seismic Methods, Ph.D. Dissertation, the University of Texas at Austin
  11. Mok, Y. J., Kim, J. H., and Kang, B. S., 2003, A pilot study of in-hole seismic method, Journal of the Korean Geotechnical Society, 19, 23-31
  12. Mok, Y. J., S?nchez-Salinero, I., Stokoe, K. H. II, and Roesset, J. M., 1988, In situ damping measurements by crosshole seismic method, Proceedings of the Earthquake Engineering and Soil Dynamics II - Recent Advances in Ground Motion Evaluation, Geotechnical Special Publication No. 20, ASCE, New York, 305-320
  13. Stokoe, K. H. II, and Woods, R. D., 1972, In situ shear wave velocity by cross-hole method, Journal of Soil Mechanics and Foundation Division, 98, 443-460
  14. Sun, C. 0., 2004, Geotechnical Information System and Site Amplification Characteristics for Earthquake Ground Motions at Inland of the Korean Peninsula, Ph.D. Dissertation, Seoul National University
  15. Sun, C. 0., Kim, D. S., and Chung, C. K., 2005, Geologic site conditions and site coefficients for estimating earthquke ground motions in the inland areas of Korea, Engineering Geology, 81, 446-469 https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2005.08.002
  16. Winterstein, D. F., and Paulsson, N. P., 1990, Velocity anisotropy in shale determined from crosshole seismic and vertical seismic profile data, Geophysics, 55, 470-479 https://doi.org/10.1190/1.1442856