Regional Estimation of Site-specific Seismic Responses at Gyeongju by Building GIS-based Geotechnical Information System

GIS 기반의 지반 정보 시스템 구축을 통한 경주 지역 부지고유 지진 응답의 지역적 평가

The site-specific seismic responses and corresponding seismic hazards are influenced mainly by the subsurface geologic and geotechnical dynamic characteristics. To estimate reliably the seismic responses in this study, a geotechnical information system (GTIS) within GIS framework was developed by introducing new concepts, which consist of the extended area containing the study area and the additional site visit for acquiring surface geo-knowledge data. The GIS-based GTIS was built for Gyeongju area, which has records of abundant historical seismic hazards reflecting the high potential of future earthquakes. At the study area, Gyeongju, intensive site investigations and pre-existing geotechnical data collections were performed and the site visits were additionally carried out for assessing geotechnical characteristics and shear wave velocity ($V_S$) representing dynamic property. Within the GTIS for Gyeongju area, the spatially distributed geotechnical layers and $V_S$ in the entire study area were reliably predicted from the site investigation data using the geostatistical kriging method. Based on the spatial geotechnical layers and $V_S$ predicted within the GTIS, a seismic zoning map on site period ($T_G$) from which the site-specific seismic responses according to the site effects can be estimated was created across the study area of Gyeongju. The spatial $T_G$ map at Gyeongju indicated seismic vulnerability of two- to five-storied buildings. In this study, the seismic zonation based on $T_G$ within the GIS-based GTIS was presented as regional efficient strategy for seismic hazard prediction and mitigation.

부지고유 지진 응답과 그에 따른 지진 재해는 지하 지질 및 지반 동적 특성에 따라 주로 영향을 받는다. 본 연구에서는 지진 응답의 신뢰성 높은 평가를 목적으로, 연구 영역을 포괄하는 확장 영역과 지표면의 지반-지식 자료 획득을 위한 추가 부지 방문 조사라는 새로운 개념을 도입하여 GIS 토대의 지반 정보 시스템(GTIS)을 개발하였다. 역사 지진 피해 기록이 많아 향후 지진 발생 가능성 높은 경주 지역에 대해 GIS 기반 GTIS를 구축하였다. 연구 지역인 경주를 대상으로 지반 특성 및 동적 물성을 대표하는 전단파속도($V_S$)를 평가하기 위한 종합적 지반 조사와 기존 지반 자료 수집을 실시하고 부지 방문 조사를 추가적으로 수행하였다. 경주 지역에 대한 GTIS 내에서 지구통계학적 크리깅 기법을 이용하여 지반 조사 자료로부터 연구 영역 전체의 공간 분포 지층과 $V_S$를 신뢰성 높게 예측하였다. GTIS 내에서 예측된 공간 지층 및 $V_S$를 토대로, 부지 효과에 따른 부지고유 지진 응답의 평가 지표인 부지 주기($T_G$)에 관한 지진 구역 지도를 경주 연구 지역에 대해 작성하였다. 경주의 공간 $T_G$ 분포 지도로부터 2 층에서 5 층 건물의 지진 취약도를 확인하였다. 본 연구에서는 GIS 기반 GTIS 내에서 $T_G$를 토대로 수행된 지진 구역화를 지진 재해 평가 및 저감을 위한 효율적 지역 대책 방안으로 제시하였다.