• 한국지진공학회논문집
• /
• 제23권3호
• /
• pp.191-199
• /
• 2019

To calculate proper seismic design load and seismic design category, the exact site class for construction site is required. At present, the average shear-wave velocity for multi-layer soil deposits is calculated by the sum of shear-wave velocities without considering of vertical relationship of the strata. In this study, the transfer function for the multi-layered soil deposits was reviewed on the basis of the wave propagation theory. Also, the transfer function was accurately verified by the finite element model and the eigenvalue analysis. Three methods for site period estimation were evaluated. The sum of shear-wave velocities underestimated the average shear-wave velocities of 526 strata with large deviations. The equation of Mexican code overestimated the average shear-wave velocities. The equation of Japanese code well estimated the average shear-wave velocities with small deviation.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
• /
• pp.638-642
• /
• 2005

For gas hydrate exploration, long offset multichannel seismic data acquired using by the 4km streamer length in Ulleung basin of the East Sea. The dataset was processed to define the BSRs (Bottom Simulating Reflectors) and to estimate the amount of gas hydrates. Confirmation of the presence of Bottom Simulating reflectors (BSR) and investigation of its physical properties from seismic section are important for gas hydrate detection. Specially, faster interval velocity overlying slower interval velocity indicates the likely presences of gas hydrate above BSR and free gas underneath BSR. In consequence, estimation of correct interval velocities and analysis of their spatial variations are critical processes for gas hydrate detection using seismic reflection data. Using Dix's equation, Root Mean Square (RMS) velocities can be converted into interval velocities. However, it is not a proper way to investigate interval velocities above and below BSR considering the fact that RMS velocities have poor resolution and correctness and the assumption that interval velocities increase along the depth. Therefore, we incorporated Migration Velocity Analysis (MVA) software produced by Landmark CO. to estimate correct interval velocities in detail. MVA is a process to yield velocities of sediments between layers using Common Mid Point (CMP) gathered seismic data. The CMP gathered data for MVA should be produced after basic processing steps to enhance the signal to noise ratio of the first reflections. Prestack depth migrated section is produced using interval velocities and interval velocities are key parameters governing qualities of prestack depth migration section. Correctness of interval velocities can be examined by the presence of Residual Move Out (RMO) on CMP gathered data. If there is no RMO, peaks of primary reflection events are flat in horizontal direction for all offsets of Common Reflection Point (CRP) gathers and it proves that prestack depth migration is done with correct velocity field. Used method in this study, Tomographic inversion needs two initial input data. One is the dataset obtained from the results of preprocessing by removing multiples and noise and stacked partially. The other is the depth domain velocity model build by smoothing and editing the interval velocity converted from RMS velocity. After the three times iteration of tomography inversion, Optimum interval velocity field can be fixed. The conclusion of this study as follow, the final Interval velocity around the BSR decreased to 1400 m/s from 2500 m/s abruptly. BSR is showed about 200m depth under the seabottom

• 터널과지하공간
• /
• 제27권4호
• /
• pp.230-242
• /
• 2017

이 연구에서는 국내 토목현장에서 수행된 하향식 탄성파탐사 및 굴절법 탄성파탐사 자료(177개)와 시추조사 시료(1,035개)에 대해 연암과 경암(보통암 포함)으로 분류한 후, 건설표준품셈과 지반조사표준품셈의 탄성파 속도에 의한 암반분류 기준을 비교하였다. 현장에서의 하향식 탄성파탐사 및 굴절법 탄성파탐사에 의한 탄성파 속도는 연암의 경우 1,400~2,900 m/s의 범위로 건설표준품셈 A그룹(1,200~1,900 m/s)과 지반조사표준품셈(1,200~2,500 m/s)의 기준보다 빠르게 나타났으며, 보통암과 경암의 경우 2,300~3,800 m/s의 범위로 기준범위와 유사하게 나타나는 것으로 나타났다. 실내암석시험에서 구해진 연암과 보통암~경암의 탄성파속도 또한 현장 탐사 결과와 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 암반 탄성파 속도와 품셈간의 상이점을 품셈이 절대적으로 옳다는 관점에서 본다면, 현장 탄성파 속도의 경우 하부지반의 영향을 받아 속도가 빨라지는 것과 실내암석시험의 경우에는 연암구간에서의 시료선별 시 무결암의 선별에 의한 것으로 여길 수 있다. 반대로 상이점의 원인을 품셈에 오류가 있는 것으로 본다면, 품셈상의 지층경계가 점이적이지 않은 뚜렷한 경계가 인위적으로 설정된 점, 지질 양상이 다른 외국의 기준을 그대로 차용하여 사용한다는 점, 품셈상 지층의 탄성파 속도에 대한 독립된 검증이 이루어지지 않은 점 등의 문제가 있음을 알 수 있다. 이 연구에서는 현장에서의 향후 이러한 검증 연구를 제안하며, 널리 쓰이는 품셈에 의한 지층분류에는 내포된 문제가 있음에 대한 인식이 중요하다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제8권3호
• /
• pp.377-390
• /
• 2015

The governing equations of wave propagation in one dimension of elastic continuum materials are investigated by taking the influence of the initial stress into account. After a short review of the theory of elastic wave propagation in a rock mass with an initial stress, results indicate that the initial stress differentially influences P-wave and S-wave propagation. For example, when the initial stress is homogeneous, for the P-wave, the initial stress only affects the magnitude of the elastic coefficients, but for the S-wave, the initial stress not only influences the elastic coefficients but also changes the governing equation of wave propagation. In addition, the P-wave and S-wave velocities were measured for granite samples at a low initial stress state; the results indicate that the seismic velocities increase with the initial stress. The analysis of the previous data of seismic velocities and elastic coefficients in rocks under ultra-high hydrostatic initial stress are also investigated.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제12권1호
• /
• pp.85-98
• /
• 2009

굴절법 토모그래피를 구현하는 대부분의 컴퓨터 프로그램은 타우-피 역산 알고리즘을 이용하여 초기 모델을 생성한다. 타우-피 역산 알고리즘은 지층의 수직 분해능에 초점을 맞추기 때문에 전단 영역의 존재를 지시하는 탄성파 속도의 감소와 같은 수평적인 변화를 탐지하는데 실패하는 경우가 자주 발생한다. 본 연구에서는 타우-피 역산 알고리즘이 50미터 혹은 10개 측점 너비의 주요 전단 영역을 탐지하거나 정의하는데 실패하는 사례를 보여준다. 그럼에도 불구하고 대다수의 굴절법 토모그래피 프로그램들이 각 지층의 수직 속도 구배로 탄성파 속도를 매개화한다. 이와는 달리, 일반상반성방법(Generalized Reciprocal Method; GRM) 역산 알고리즘은 개별 지층의 수평 분해능을 강조한다. 본 연구에서는 GRM 역산 알고리즘을 이용하여 50미터 폭의 전단 영역을 성공적으로 탐지하고 정의하는 사례를 보여준다. 전단 영역의 존재는 2차원 선두파 진폭분석과 이후의 3차원 굴절법 탐사의 일환으로 수행된 몇 개의 근거리 직교 탄성파 탐사에 의해 확인된다. 또한. 송신원 기록 진폭분석 결과는 풍화대에서 수직 속도 구배보다는 속도역전이 발생하는 것을 보여준다. 결론적으로 말하면, 모든 탄성파 굴절법 탐사가 실용적으로 정확한 심도추정 결과를 제공하는 것을 목적으로 하면서도 개별 지층의 수평 분해능을 강조하는 기법들이 지질환경공학적인 응용에 더 유용한 결과를 생성한다는 것이다. 향상된 수평 분해능의 장점은 구조적 특징이 탄성파 속도의 변화 크기로부터 인식될 수 있는 2차원 트래버스(tracverse)로 얻어질 수 있다. 또한, 3차원 탐사로부터 얻어진 공간 패턴은 탄성파 속도에서는 고유한 변화나 징후를 보이지 않는 단층과 같은 구조적 특징의 인식을 가능하게 한다.

• 지질공학
• /
• 제11권2호
• /
• pp.215-227
• /
• 2001

충북 보은 일대에 분포하는 옥천계 지층 및 중생대 화강암을 대상으로 기반암의 지진파 속도 및 시편으로부터 3차원적인 지진파의 전달속도를 측정하고, 이의 결과 자료를 비교분석 하였다. 야외에서 측정된 P파의 평균속도는 불국사화강암이 2697m/s로서 최대이고 구룡산층2에서 861m/s로 최소의 속도를 보인다. 각 방위에 따른 P파의 이방성을 암종별로 비교하면 불굴사화강암에서 최대치(81%)를 장리층에서 최소치(46%)를 보이고, 8곳의 평균 이방성지수는 68.5%이다. 시료에서 측정된 P파의 평균속도를 비교하여 보면 구룡산층1, 구룡산층2,창리층 및 문주리층2에서 5000m/s이상이며, S파의 경우도 동일한 시료에서 3500m/s 이상의 높은 속도가 측정되었는데 이는 야외의 경우보다 3∼5배의 빠른 속도를 나타낸다. 또한 P파의 이방성지수는 불국사화강암과 구룡산1에서 60% 이상의 높은 수치를 보이나 다른 시료에서는 30%이하의 낮은 수치를 보인다. 이 수치는 야외에서 측정된 P파의 평균이방성지수 68.5%보다 현저히 낮은 수치로서 야외에서 측정된 P파의 방향에 따른 속도 차이가 시료의 경우보다 현저히 높았음을 뜻한다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제37권6호
• /
• pp.577-590
• /
• 2024

With increasing demand for nuclear power generation, nuclear structures are being planned and constructed worldwide. A grave safety concern is that these structures are sensitive to large-magnitude shaking, e.g., during earthquakes. Seismic response analysis, which requires P- and S-wave velocities, is a key element in nuclear structure design. Accordingly, it is important to determine the P- and S-wave velocities in the Gyeongju and Pohang regions of South Korea, which are home to nuclear power plants and have a history of seismic activity. P- and S-wave velocities can be obtained indirectly through a correlation with physical properties (e.g., N values, Young's modulus, and uniaxial compressive strength), and researchers worldwide have proposed regression equations. However, the Gyeongju and Pohang regions of Korea have not been considered in previous studies. Therefore, a database was constructed for these regions. The database includes physical properties such as N values and P- and S-wave velocities of the soil layer, as well as the uniaxial compressive strength, Young's modulus, and P- and S-wave velocities of the bedrock layer. Using the constructed database, the geological characteristics and distribution of physical properties of the study region were analyzed. Furthermore, models for predicting P- and S-wave velocities were developed for soil and bedrock layers in the Gyeongju and Pohang regions. In particular, the model for predicting the S-wave velocity for the soil layers was compared with models from previous studies, and the results indicated its effectiveness in predicting the S-wave velocity for the soil layers in the Gyeongju and Pohang regions using the N values. The proposed models for predicting P- and S-wave velocities will contribute to predicting the damage caused by earthquakes.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
• /
• pp.442-451
• /
• 2008

The evaluation of field degree of consolidation on soft clays has been an important problem in geotechnical areas. Monitoring either settlements or pore water pressures has been widely applied in the filed, but occasionally they have some problems. This study addresses the suggestion and application of another method for evaluating the degree of consolidation using shear wave velocities. A research site where soft clay layers were consolidated by surcharging loads was chosen. Laboratory tests were performed to determine the relation between shear wave velocity and effective stress. Field seismic tests were conducted several times during the consolidation of the clay layers. The tests results show that the shear wave velocity increased significantly as clays consolidated. The shear wave velocities at each field stress states were derived from the laboratory results and the degree of consolidation was evaluated by comparing the shear wave velocities obtained by laboratory and field seismic methods. In most stress states, the degree of consolidation evaluated using the shear wave velocity matched well with that obtained from field settlement record, showing the potential of applying the method using shear waves in the evaluation of field degree of consolidation on soft clay deposits.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제20권2호
• /
• pp.96-99
• /
• 2017

2002년에 기록한 굴절파 시험자료에 지진파 간섭학적 방법을 적용하여 구한 가상파원자료를 이용하여 한반도 지각의 무브아웃 속도와 이방계수 유효비타원율을 8개 장소에서 시험적으로 구하였다. 대략적 모호 깊이의 반사파 이벤트 무브아웃 속도는 $6.30{\pm}0.25km/s$이며, 원거리 옾셋 반사파 주시를 테일러 근사식 3항까지 전개하여 구한 지각의 유효 비타원율은 $0.18{\pm}0.07$이다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제7권1호
• /
• pp.14-18
• /
• 2004

High levels of ambient noise and safety factors often limit the use of 'active-source' seismic methods for geotechnical investigations in urban environments. As an alternative, shear-wave velocity-depth profiles can be obtained by treating the background microtremor wave field as a stochastic process, rather than adopting the traditional approach of calculating velocity based on ray path geometry from a known source. A recent field test in Melbourne demonstrates the ability of the microtremor method, using only Rayleigh waves, to resolve a velocity inversion resulting from the presence of a hard, 12 m thick basalt flow overlying 25 m of softer alluvial sediments and weathered mudstone. Normally the presence of the weaker underlying sediments would lead to an ambiguous or incorrect interpretation with conventional seismic refraction methods. However, this layer of sediments is resolved by the microtremor method, and its inclusion is required in one-dimensional layered-earth modelling in order to reproduce the Rayleigh-wave coherency spectra computed from observed seismic noise records. Nearby borehole data provided both a guide for interpretation and a confirmation of the usefulness of the passive Rayleigh-wave microtremor method. Sensitivity analyses of resolvable modelling parameters demonstrate that estimates of shear velocities and layer thicknesses are accurate to within approximately $10\%\;to\;20\%$ using the spatial autocorrelation (SPAC) technique. Improved accuracy can be obtained by constraining shear velocities and/or layer thicknesses using independent site knowledge. Although there exists potential for ambiguity due to velocity-thickness equivalence, the microtremor method has significant potential as a site investigation tool in situations where the use of traditional seismic methods is limited.