We have used the microtremor method, with arrays of up to 96 m diameter, to carry out non-invasive estimation of shear-wave velocity profiles to a depth of 30 to 50 m in unconsolidated Quaternary Yarra Delta sediments. Two silt units (Coode Island Silt, and Fishermans Bend Silt) dominate our interpretation; the method yields shear velocities for these units with precision of $5\%$, and differentiates between the former, softer unit ($V_s$=130 m/sec) and the latter, firmer unit ($V_s$=235 m/sec). Below these silts, the method resolves a firm unit correlating with known gravels ($V_s$ 500 to 650 m/sec). Using surface traverses with the single-station H/V spectral ratio method, we show that the variation in thickness of the softer silt can be mapped rapidly but only qualitatively. The complexity of the geological section requires that array methods be used when quantitative shear-wave velocity profiles are desired.
To characterize the dynamic properties of Gimhae Plains sediments, we calculated natural frequencies using microtremor horizontal-to-vertical spectral ratios and derived shear wave velocity profiles by inversion of Rayleigh-wave dispersion curves obtained by the high frequency-wavenumber and modified spatial autocorrelation methods. Our results suggest that in this region, strong amplification of ground motion is expected in the vibration frequency (f ≥ 1 Hz). Additionally, obtained velocity profiles show that shear wave velocities are ~200 and 400 m/s for the shallow marine and old fluvial sediments, respectively. Bedrock is possibly encountered at depths of 60-100 m at most sites. We developed a simplified shear wave velocity model of shallow sediments based on the obtained profiles. Our results suggest that a large area in the Gimhae Plains could be categorized as an S6 site based on the Korean seismic design code (KDS 17 10 00).
Array observations of the vertical component of microtremors are frequently conducted to estimate a subsurface layered-earth structure on the assumption that microtremors consist predominantly of the fundamental mode Rayleigh waves. As a useful tool in the data collection, processing and analysis, the spatial autocorrelation (SPAC) method is widely used, which in practice requires a circle array consisting of M circumferential stations and one centre station (called "M-station circle array", where M is the number of stations). The present paper considers the minimum number of stations required for a circle array for efficient data collection in terms of analytical efficacy and field effort. This study first rearranges the theoretical background of the SPAC algorithm, in which the SPAC coefficient for a circle array with M infinite is solely expressed as the Bessel function, $J_0(rk)$ (r is the radius and k the wavenumber). Secondly, the SPAC coefficient including error terms independent of the microtremor energy field for an M-station circle array is analytically derived within a constraint for the wave direction across the array, and is numerically evaluated in respect of these error terms. The main results of the evaluation are: 1) that the 3-station circle array when compared with other 4-, 5-, and 9-station arrays is the most efficient and favourable for observation of microtremors if the SPAC coefficients are used up to a frequency at which the coefficient takes the first minimum value, and 2) that the Nyquist wavenumber is the most influential factor that determines the upper limit of the frequency range up to which the valid SPAC coefficient can be estimated.
In this study, we propose a joint inversion method, using genetic algorithms, to determine the shear-wave velocity structure of deep sedimentary layers from receiver functions and surface-wave phase velocity. Numerical experiments with synthetic data indicate that the proposed method can avoid the trade-off between shear-wave velocity and thickness that arises when inverting the receiver function only, and the uncertainty in deep structure from surface-wave phase velocity inversion alone. We apply the method to receiver functions obtained from earthquake records with epicentral distances of about 100 km, and Rayleigh-wave phase velocities obtained from a microtremor array survey in the Kanto Plain, Japan. The estimated subsurface structure is in good agreement with the previous results of seismic refraction surveys and deep borehole data.
In recent years, microtremor array observations have been used for estimation of shear-wave velocity structures. One of the methods is the conventional spatial autocorrelation (SPAC) method, which requires simultaneous recording at least with three or four sensors. Modified SPAC methods such as 2sSPAC, and linear array methods, allow estimating shear-wave structures by using only two sensors, but suffer from instability of the spatial autocorrelation coefficient for frequency ranges higher than 1.0 Hz. Based on microtremor measurements from four different size triangular arrays and four same-size triangular and linear arrays, we have demonstrated the stability of SPAC coefficient for the frequency range from 2 to 4 or 5 Hz. The phase velocities, obtained by fitting the SPAC coefficients to the Bessel function, are also consistent up to the frequency 5 Hz. All data were processed by the SPAC method, with the exception of the spatial averaging for the linear array cases. The arrays were deployed sequentially at different times, near a site having existing Parallel Seismic (PS) borehole logging data. We also used the imaginary part of the SPAC coefficients as a data-quality indicator. Based on perturbations of the autocorrelation spectrum (and in some cases on visual examination of the record waveforms) we divided data into so-called 'reliable' and 'unreliable' categories. We then calculated the imaginary part of the SPAC spectrum for 'reliable', 'unreliable', and complete (i.e. 'reliable' and 'unreliable' datasets combined) datasets for each array, and compared the results. In the case of insufficient azimuthal distribution of the stations (the linear array) the imaginary curve shows some instability and can therefore be regarded as an indicator of insufficient spatial averaging. However, in the case of low coherency of the wavefield the imaginary curve does not show any significant instability.
Urban conditions, such as existing underground facilities and ambient noise due to cultural activity, restrict the general application of conventional geophysical techniques. At a tunnelling site in an urban area along an existing railroad, we used the refraction microtremor (REMI) technique (Louie, 2001) as an alternative way to get geotechnical information. The REMI method uses ambient noise recorded by standard refraction equipment and a linear geophone array to derive a shear-wave velocity profile. In the inversion procedure, the Rayleigh wave dispersion curve is picked from a wavefield transformation, and iteratively modelled to get the S-wave velocity structure. The REMI survey was carried out along the line of the planned railway tunnel. At this site vibrations from trains and cars provided strong seismic sources that allowed REMI to be very effective. The objective of the survey was to evaluate the rock mass rating (RMR), using shear-wave velocity information from REMI. First, the relation between uniaxial compressive strength, which is a component of the RMR, and shear-wave velocity from laboratory tests was studied to learn whether shear-wave velocity and RMR are closely related. Then Suspension PS (SPS) logging was performed in selected boreholes along the profile, in order to draw out the quantitative relation between the shear-wave velocity from SPS logging and the RMR determined from inspection of core from the same boreholes. In these tests, shear-wave velocity showed fairly good correlation with RMR. A good relation between shear-wave velocity from REMI and RMR could be obtained, so it is possible to estimate the RMR of the entire profile for use in design of the underground tunnel.
In this study, we propose a joint inversion method, using genetic algorithms, to estimate an S-wave velocity structure for deep sedimentary layers from receiver functions and surface-wave phase velocity observed at several sites. The method takes layer continuity over a target area into consideration by assuming that each layer has uniform physical properties, especially an S-wave velocity, at all the sites in a target area in order to invert datasets acquired at different sites simultaneously. Numerical experiments with synthetic data indicate that the proposed method is effective in reducing uncertainty in deep structure parameters when modelling only surface-wave dispersion data over a limited period range. We then apply the method to receiver functions derived from earthquake records at one site and two datasets of Rayleigh-wave phase velocity obtained from microtremor array surveys performed in central Tokyo, Japan. The estimated subsurface structure is in good agreement with the results of previous seismic refraction surveys and deep borehole data. We also conclude that the proposed method can provide a more accurate and reliable model than individual inversions of either receiver function data only or surface-wave dispersion data only.
Urban conditions such as underground facilities and ambient noises due to cultural activity restrict the application of conventional geophysical techniques in general. We used the refraction microtremor (REMI) technique as an alternative way to get the geotechnical information, in particular shear-wave (S-wave) velocity information, at a site along an existing rail road. The REMI method uses ambient noises recorded using standard refraction equipment to derived shear-wave velocity information at a site. It does a wavefield transformation on the recorded wavefield to produce Rayleigh wave dispersion curve, which are then picked and modeled to get the shear-wave velocity structure. At this site the vibrations from the running trains provided strong noise sources that allowed REMI to be very effective. REMI was performed along the planned new underground rail tunnel. In addition, Suspension PS logging (SPS) were carried out at selected boreholes along the profile in order to draw out the quantitative relation between the shear wave velocity from the PS logging and the rock mass rating (RMR) determined from the inspection of the cores recovered from the same boreholes, These correlations were then used to relate the shear-wave velocity derived from REMI to RMR along the entire profile. The correlation between shear wave velocity and RMR was very good and so it was possible to estimate the RMR of the total zone of interest for the design of underground tunnel,
Lee Kun;Kim Eun-Duk;Sha Sang-Ho;Cha Young-Ho;Kim Tae-Young;Jung Doo-Suk;Hwang Nak-Yeon
Proceedings of the KSR Conference
/
2005.05a
/
pp.673-679
/
2005
Urban conditions such as underground facilities and ambient noises due to cultural activity restrict the application of conventional geophysical techniques in general. We used the linear array microtremor technique which uses these noises as strong energy source. The result parameter of the survey is shear wave velocity profile which had been applied as an fundamental information for the determination of the rock support type in tunnel design. This study was the first case in Korea which utilized a surface geophysical technique yielding successful result in urban area especially under the existing rail ways. The quantitative relation between the shear wave velocity from this method and the rock mass rating(RMR) determined from the inspection of the cores recovered from the same boreholes showed high statistical relationship. These correlations were then used to relate the shear-wave velocity to RMR along the entire profile.
Inversion of multi-mode surface-wave phase velocity for shallow engineering site investigation has received much attention in recent years. A sensitivity analysis and inversion of both synthetic and field data demonstrates the greater effectiveness of this method over employing the fundamental mode alone. Perturbation of thickness and shear-wave velocity parameters in multi-modal Rayleigh wave phase velocities revealed that the sensitivities of higher modes: (a) concentrate in different frequency bands, and (b) are greater than the fundamental mode for deeper parameters. These observations suggest that multi-mode phase velocity inversion can provide better parameter discrimination and imaging of deep structure, especially with a velocity reversal, than can inversion of fundamental mode data alone. An inversion of the theoretical phase velocities in a model with a low velocity layer at 20 m depth can only image the soft layer when the first higher mode is incorporated. This is especially important when the lowest measurable frequency is only 6 Hz. Field tests were conducted at sites surveyed by borehole and PS logging. At the first site, an array microtremor survey, often used for deep geological surveying in Japan, was used to survey the soil down to 35 m depth. At the second site, linear multichannel spreads with a sledgehammer source were recorded, for an investigation down to 12 m depth. The f-k power spectrum method was applied for dispersion analysis, and velocities up to the second higher mode were observed in each test. The multi-mode inversion results agree well with PS logs, but models estimated from the fundamental mode alone show f large underestimation of the depth to shallow soft layers below artificial fill.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.