2.1 확률론적 지진재해도 해석 절차

전술하였듯이 대상 지역의 지진 피해를 정량화하여 예측하기 위해 사용되는 방법 중에 하나로서 확률론적 지진재해도 해석(Probabilistic Seismic Hazard Analysis, PSHA)이 널리 쓰이고 있다. 이 해석 방법은 Cornell (1968)이 사용한 이래로 현재까지 개선되어 내진 설계를 위한 지진위험지도 작성에 활발하게 활용되고 있다.

본 연구에서는 Baker (2015)가 소개한 절차를 활용하여 확률론적 지진재해도 해석을 수행하였으며, 이에 대한 절차는 Fig. 2에 나타내었다. Fig. 2에서 Step 1은 대상 지역에 피해를 줄 수 있는 가능성을 가진 모든 지진원(Earthquake source)들을 고려하는 단계이다. 이에 대해 본 연구에서는 한반도 전역에 대하여 대상 지역별로 지진 공학적으로 유효한 범위로서 반경 100 km 이내의 배경 지진원(Background source)을 고려하였다(Fig. 3). 이 때 사용된 역사지진 및 계기지진은 소방방재청(NEMA, 2012)에서 사용한 지진 목록을 활용하였다. 이 중에서 Fig. 4에는 모멘트 규모 4이상의 지진 분포를 나타내었다. Fig. 4(a)는 서기 2년부터 1904년까지의 역사 지진 목록을 지도상에 나타낸 것이고, Fig. 4(b)는 서기 1905년부터 2011년까지의 계기 지진 목록을 지도상에 나타낸 것이다. 역사 지진 목록에서는 해상에 대한 기록이 거의 나타나질 않는데, 이는 역사기록 상에서 해상에 대한 지진 관측은 거의 수행되지 않았던 것으로 고려된다.

Fig. 2

The Procedure Flow Chart for Conducting Probabilistic Seismic Hazard Analysis from Baker (2015)

Fig. 3

The Background Source Zone Considered in this Study for Conducting Probabilistic Seismic Hazard Analysis

Fig. 4

The Earthquake Source Distribution for the Korean Peninsula and Nearby Regions from NEMA (2012): (a) historical earthquake catalogue (2 to 1904), (b) recorded earthquake catalogue (1905 to 2011)

Fig. 2에서 Step 2는 대상 지역에서 사용된 지진원의 지진 활동도를 평가하는 단계이다. 이 단계에서 Baker (2015)는 지진 활동도를 평가하기 위해 모멘트 규모 3 이상의 지진 기록을 대상으로 Gutenberg and Richter (1944)가 제안한 Eq. (1)을 통해 임의의 모멘트 규모를 초과하는 지진 대한 연간 발생 빈도 [λ_m]를 추정한 바 있다.

여기서, m은 모멘트 규모 값이며, a와 b는 평가된 상수 값이다. Eq. (1)을 누적 확률 분포[F_M(m)]로 변환하면 아래와 같은 Eq. (2)로 나타낼 수 있다.

여기서, m_min은 대상 지역에서 고려된 최소 모멘트 규모 값이다. 일반적으로 확률론적 지진 재해도 해석 수행 시, 모멘트 규모 5보다 작은 지진은 구조물에 피해를 입힐 가능성이 적다는 가정 하에 최소 모멘트 규모는 5를 주로 사용한다.

Eq. (2)을 활용하여 모멘트 규모 m의 지진이 발생할 확률 [P(m)]을 계산할 수 있으며 Eq. (3)으로 나타낼 수 있다.

여기서, 확률은 연속 확률이 아닌 이산 확률로서 계산에 활용되므로 j번째 모멘트 규모인 m_j에 대한 확률로서 P(m=m_j)를 나타내었다. 이 단계에서 기본적으로 고려해야할 값은 대상 지역별 최소 지진 규모의 연간 발생 빈도 (λ_mmin)와 b값이다.

소방방재청(NEMA, 2012)은 지진 목록의 완전성을 고려하기 위해 대안으로 시대별 가중치 (Table 1)를 여러 조합으로 제시한 바 있으며, 본 연구에서는 이를 활용하여 최소 지진 규모의 연간 발생 빈도 (λ_mmin)와 b값을 계산하였다. Fig. 5는 Table 1의 가중치 조합 1을 활용하여 대상 지역별 최소 지진 규모의 연간 발생 빈도(λ_mmin)와 b값을 한반도 전역에 대해 0.1°×0.1°간격 격자별로 구축하여 지도상에 나타낸 것이다. 이 때, 계산된 값은 격자 별로 다소 불연속성이 두드러지는데 이러한 지진학적 특성은 공간적으로 연속되어야 하는 가정 하에 관련 기존 연구(Frankel et al., 1996; Han and Choi, 2008)에서 제안한 바와 같이 평활화 작업을 수행하여 Fig. 6에 나타내었다. 그리고 Table 1에 나타난 다른 가중치 조합 고려하여 확률 재해도 해석 수행 시 반영하였다. Fig. 2에서 Step 3은 대상 지역에서 주변에서 발생할 가능성이 있는 지진원과 대상 지역 간 거리(Source-to-site distance)의 분포를 평가하는 단계이다. 본 연구에서는 지진 공학적으로 유효한 거리인 반경 100 km 이내의 영역을 배경 지진원으로 사용하고 있다. 따라서 Eq. (4)에 나타낸 바와 같이 진앙 거리에 따른 누적 확률 분포[F_R(r)]를 구할 수 있다.

Table 1

Weight Combination for Historical and Recorded Earthquake from NEMA (2012)

Fig. 5

Example of Unsmoothed Annual Rate of Minimum Moment Magnitude Exceedance (λ_mmin) and b Value Maps for Weight Combination 1 Referred to Table 1: (a) Annual rate of minimum moment magnitude exceedance (λ_mmin), (b) b value

Fig. 6

Example of Smoothed Annual Rate of Minimum Moment Magnitude Exceedance (λ_mmin) and b Value Maps for Weight Combination 1 Referred to Table 1: (a) Annual rate of minimum moment magnitude exceedance (λ_mmin), (b) b value

여기서 r은 진앙 거리이다.

Eq. (4)를 활용하여 진앙 거리 r의 지진이 발생할 확률 [P(r)]을 계산할 수 있으며 Eq. (5)로 나타낼 수 있다.

마찬가지로 확률은 연속 확률이 아닌 이산 확률로서 계산에 활용되므로 j번째 진앙 거리 r_j에 대한 확률로서 P(r = r_j)를 나타내었다.

Fig. 2에서 Step 4는 모멘트 규모, 진원 거리, 부지 효과 등의 여러 매개변수에 따른 지반 여건에 적합한 지반운동 예측식(Ground Motion Prediction Equations, GMPEs)을 결정하여야 한다.

본 연구에서는 기존 국내 지반운동 예측식 연구(Noh and Lee, 1995; Jo and Baag, 2001, 2003; Junn et al., 2002)만을 활용하였다. 해외 지역의 지반운동 예측식은 최대지반 가속도과 유사응답스펙트럼가속도 모두를 고려하였을 때 편차가 클 것으로 판단하여 제외하였다. 편차가 큰 입력변수 집단을 사용할 경우에 지진위험지도 작성 시 불확실성을 증가시킬 수 있는 위험성이 있다(Rhee et al., 2011). 국내 지반운동 예측식 연구는 한반도를 대상으로 추계학적 점지진원 모델(Stochastic point-source model)을 활용하여 감쇠식을 제안한 바 있다. 이 때, 각 연구에서 제안된 감쇠식의 주기는 일관되어 있지 않기 때문에 본 연구에서는 기존 연구에서 제안한 추계학적 점지진원 모델과 매개 변수를 활용하여 지진 시나리오별로 지반 운동 가속도를 생성하여 계산한 최대지반가속도와 주기별 5% 감쇠비 적용된 유사응답스펙트럼가속도를 사용하였다.

추계학적 점지진원 모델은 Brune (1970, 1971)에서 사용된 ω² 모델을 기본으로 한 푸리에 진폭 스펙트럼(Fourier Amplitude Spectrum, FAS) 모델로서 Hanks and McGuire (1981)와 Boore (1983)가 지반 운동의 특성을 분석하고 모사하기 위해 사용한 이래로 현재까지 널리 쓰이고 있다. 본 연구에서 사용한 수식은 아래의 Eq. (6)과 Table 2에 나타내었다.

Table 2

Stochastic Point-source Model’s Parameters for Previous Researches in the Korean Peninsula

여기서, <R_θϕ>는 적절한 방위각(azimuth angle)과 출사각(take-off angle)에 대해 평균한 지진파의 방사 패턴 계수값이다. F는 자유면 효과를 고려한 계수이다. V는 수평방향의 에너지를 동일하게 벡터 분할하기 위한 계수이다. ρ와 β는 지진원 근처 지각의 밀도와 전단파 속도이다. M₀는 지진 모멘트이다. f는 주파수이다. f_c는 추계학적 점지진원 모델에서 급격하게 기울기가 변화는 위치인 모서리 주파수이다. κ는 경로에 따른 감쇠를 나타내는 감쇠 계수이다. γ은 경로에 따른 기하학적 확산을 의미하며, 진원 거리 R_Hypo에 의해서 정의하였다. 이때 진원 거리가 100 km보다 가까울 경우 R_Hypo를, 100 km보다 먼 거리의 경우 표면파의 영향에 의해 10RHypo0.5를 사용하였다. 지진 모멘트 M₀은 Hanks and Kanamori (1979)가 제안한 관계식 Eq. (7)을 통해 계산할 수 있다.

여기서 M_W은 모멘트 규모이다.

모서리 주파수 f_c는 Boore (1983)가 제안한 관계식 Eq. (8)을 통해 계산될 수 있다.

여기서 ∆σ는 지진 전후 지진원에서의 응력 강하 값이다. 지반운동 가속도 값은 Boore (2003)가 앞에서 설명한 추계학적 점지진원 모델과 형태창 모델이 적용된 백색 잡음을 활용하여 모사하였다. 여기서 Saragoni and Hart (1974)에 의해 제시된 형태창을 적용하였다. 그리고 지반운동의 지속시간[T_D]은 Boore and Atkinson (1987)이 제안한 Eq. (9)를 사용하였다.

본 연구에서는 직접 지반운동 예측식을 사용하지 않는 대신 최대지반가속도 5% 감쇠비 적용된 유사응답스펙트럼 가속도를 지진 시나리오 (진원 거리 및 모멘트 규모) 별로 수치 해석프로그램에서 발생한 불필요한 분산을 제거하기 위해 다수 생성한 값의 중앙값을 계산하여 사용하였다. 예시로서 생성된 최대지반가속도 값은 부지효과가 제거된 2017년 포항 지진과 비교하여 Fig. 7에 나타내었다.

Fig. 7

Example of PGA of Ground Motion Prediction and 2017 Pohang Earthquake

Fig. 7에서 기존 국내 감쇠식 연구를 활용하여 생성된 최대지반 가속도 값은 동일한 한반도를 대상으로 연구가 진행되었기 때문에 지진 거리에 따른 감쇠 특성이 어느정도 유사함을 알 수 있다. 그럼에도 불구하고 진폭(크기)에서 다소 차이가 존재한다. 이와 관련된 기존 연구(Atkinson, 2008; Atkinson and Boore, 2014; Yenier and Atkinson, 2015)에서는 지반 여건에 맞게 지반운동 예측식을 수정하는 방법을 제안한 바 있다.

Yenier and Atkinson (2015)는 로그 영역에서 관측값과 예측식의 잔차들(residuals)을 계산하여, 지진 이벤트 별로 평균하여 최대지반가속도와 5% 감쇠비 적용된 응답스펙트럼가속도에 대한 수정 값(calibration factor)를 계산한 바있다. 따라서 본 연구에서도 이와 비슷하게 기존 연구에서 생성된 지반운동의 최대지반가속도와 5% 감쇠비 적용된 응답스펙트럼가속도를 수정하여 사용하였다. 여기서 사용된 지진 관측 값은 디지털 계기 관측 이후, 한반도 내륙에서 가장 피해를 유발한 2016년 경주 지진 본진과 2017년 포항 지진 본진에 의한 지반운동 가속도 기록을 한반도의 지진 특성을 대표하는 것으로 가정하여 사용하였다(Table 3). 사용된 지반운동 가속도의 지진 이벤트와 관측소 분포는 Fig. 8에 나타내었다. Fig. 9는 본 연구에서 최대지반가속도와 5% 감쇠비 적용된 주기별 유사응답스펙트럼가속도에 대한 수정 계수와 표준편차를 평가하여 나타낸 것이다. Fig. 10은 예시로서 Fig. 7에서 계산된 기존 연구들의 PGA 값들을 수정한 것을 나타낸 것이다.

Table 3

Information of the Earthquake Events Catalogue from National Earthquake Comprehensive Information System (NECIS)

Fig. 8

The 2016 Gyeongju Earthquake and 2017 Pohang Earthquake Epicenter and Recording Stations Used in this Study

Fig. 9

Calibration Factor and Total Standard Deviation for Each Ground Motion Prediction of Previous Research for the 2016 Gyeongju Earthquake and 2017 Pohang Earthquake

Fig. 10

Example of PGA of Modified Ground Motion Prediction and 2017 Pohang Earthquake

본 연구에서는 2016년 경주 지진과 2017년 포항 지진의 지반운동 관측기록에 대하여 수정된 값들은 한반도의 지반 여건을 적절하게 반영할 수 있다고 판단하여 이를 지진재해도 해석에 사용하였다.

Fig. 2에서 Step 5는 마지막 절차로서 선행 절차에서 수행한 결과를 통합하여 대상 지역에서의 지반운동 가속도에 의한 최대지반가속도 또는 유사응답스펙트럼가속도 값 (IM)이 임의의 값 (x)을 초과하는 연초과율(annual rate of exceedance) [λ(IM>x)]을 계산하는 단계이다. 이에 대한 식은 Eq. (10)에 나타내었다.

여기서, λ(M>m_min)은 대상 지역별 최소 모멘트 규모 5에 대한 연초과율을 의미하며 Fig. 2의 Step 2에서 계산할 수 있다. P(M=m_j)는 이산 확률 분포를 고려하였을 때, 대상 지역별로 모멘트 규모 m_j가 발생할 확률을 의미하여 Fig. 2의 Step 2에서 계산할 수 있다. P(R=r_k)는 이산 확률 분포를 고려하였을 때, 대상 지역별로 진앙 거리 r_k가 발생할 확률을 의미하여 Fig. 2의 Step 3에서 계산할 수 있다. P(IM > x|m_j,r_k)는 대상 지역별로 모멘트 규모가 m_j, 진앙 거리가 r_k 일 때, 최대지반가속도 또는 유사응답스펙트럼가 속도 값 (IM)이 임의의 값 (x)을 초과할 확률을 의미하며 Fig. 2에서 Step 4 단계와 Eq. (11)을 사용하여 계산할 수 있다.

여기서, Φ( )는 표준 정규 누적 분포 함수 (standard normal cumulative distribution function)를 의미한다. lnIM은 지진 시나리오별로 계산된 최대지반가속도 또는 5% 감쇠비 적용된 유사응답스펙트럼가속도를 자연로그 영역에서 평균값을 의미하며, 이는 Fig. 2의 Step 4에서 계산되었다. σ_ln는 생성된 인공 지반운동과 실제 관측된 지반운동 사이의 잔차들(residuals)을 최대지반가속도 또는 5% 감쇠비 적용된 유사 응답스펙트럼가속도에 대해 자연로그 영역에서 평가한 표준편차 값으로서 Fig. 2의 Step 4에서 계산되었다. Fig. 11에는 예시로서 Table 1의 가중치 조합 1과 수정된 Noh and Lee (1995) 감쇠식에 대하여 임의의 지역 (위도: 36.1°, 경도: 129.4°)에서 생성한 재해도 곡선 (Hazard curve)과 PGA 지진위험지도를 계산하여 작성하였다. 본 연구에서는 Fig. 12에 나타낸 논리수목에 따라서 한반도 전역에 지진재해도 해석을 수행하였다. 이 단계에서는 부지 효과 모델을 고려하지 않았으며, 진원 깊이는 10 km, 최소 모멘트 규모는 5, 최고 모멘트 규모는 6.5로 가정하였다. 지진재해도 해석 시 진원 깊이를 10 km로 가정한 이유는 한반도는 천발 지진이 대부분이며, 진원 깊이 분포의 대부분이 10 km를 중심으로 분포하였기 때문이다(Kim et al., 2017). 역사적으로 규모 6-7 이상의 지진이 다수 발생한 기록이 있다(Chiu and Kim, 2004). 그러나 최대 지진 규모를 6.5로 가정한 이유는 다음과 같다. 1963년 동해상에서 발생한 지진 규모 6.3이 확인된 천발지진 중에서 가장 큰 지진이었기 때문이다 (NEMA, 2012). Fig. 13은 임의의 지역 (위도: 36.1°, 경도: 129.4°)에 대하여 부지 증폭 효과를 제외하고 재해도 곡선과 지진위험지도를 논리 수목을 고려하여 나타낸 것이다. Fig. 13(c)에 나타난 지진위험지도의 경우 현행 기준에서 사용하고 있는 재현주기 2400년에 대한 국가지진위험지도와 비교하였을 때 전반적으로 약간 큰 값을 보이지만 비슷한 양상을 보이고 있기 때문에 본 연구에서 수행한 지진재해도 해석은 적합하다고 판단하였다. 여기서 결과에 대해 차이가 발생하는 이유는 지진원의 정의, 단층의 영향에 대한 고려 유무, 사용된 지반운동 예측식 집단의 차이, 논리 수목의 구성 등 여러 요인이 있을 수 있다. 그러므로 이러한 결과에 대한 불확실성을 줄이기 위해서는 재해도 해석을 수행하는 데 있어서 공통된 요인과 절차에 대한 합의가 필요할 것으로 고려된다.

Fig. 11

Example of Hazard Curves and Seismic Hazard Map for Weight Combination 1 and Noh and Lee (1995): (a) hazard curve, (b) PGA seismic hazard map or return period 2400 year

Fig. 12

Logic Tree Used in this Study for Conducting Probabilistic Seismic Hazard Analysis

Fig. 13

Hazard Curves and Seismic Hazard Map for the Korean Peninsula: (a) Hazard curve with return period 2400 year, (b) Hazard curve with return period 4975 year, (c) PGA seismic hazard map of return period 2400 year, (d) PGA seismic hazard map of return period 4975 year, (e) PSA for T = 0.2s seismic hazard map of return period 2400 year (f) PSA for T = 0.2s seismic hazard map of return period 4975 year, (g) PSA for T = 1.0s seismic hazard map of return period 2400 year, (f) PSA for T = 1.0s seismic hazard map of return period 4975 year

2.2 부지 효과 모델 반영

신뢰성 있는 내진 설계를 수행하기 위해서는 각 대상지역 및 주기별로 지진재해수준을 적합하게 판단할 필요가 있다. 2.1절에서는 부지 효과를 고려하지 않은 암반 지역에 대하여 지진재해도 해석이 수행되었고 결과는 적합한 것으로 고려되었다. 이번 절은 대상 지역에 대한 지반 조건에 따른 부지 증폭의 영향을 고려하여 최대지반 가속도와 각 주기별 5% 감쇠비 적용된 유사응답스펙트럼 가속도에 대해 지진재해도 해석을 수행하여 지진위험지도를 작성하였다.

앞서 언급하였듯이 지진재해도 해석에서 부지 증폭은 부지 응답 해석 이외에 지반운동 예측식에 활용되는 부지 증폭 모델을 활용하여 재해도 해석을 수행할 수 있다(Bazzurro and Cornell, 2004; Sandikkaya et al., 2018). 본 연구에서는 관련 기존 연구(Sandikkaya et al., 2013; Chiou and Youngs, 2014; Seyhan and Stewart, 2014; Sandikkaya and Dinsever, 2018)에서 제안된 부지 증폭 모델을 활용하였다. 한반도는 기반암 심도가 미국 서부 지역에 비하여 상대적으로 매우 얕기 때문에, 본 연구에서는 이와 관련된 효과(deep soil effect)는 없는 것으로 가정하였다(Sun, 2015). 본 연구에서 사용된 부지 증폭 모델은 암반 지역에서의 최대지반가속도 (PGA_rock) 또는 5% 감쇠비 적용된 유사응답스펙트럼가속도 (PSA_rock)와 함께 30 m 깊이의 평균 전단파속도(V_S30)를 입력 매개변수로 하여 계산된다. 여기서 부지효과 모델은 기준이 되는 암반 지역에 대한 30 m 깊이의 평균 전단파속도(V_ref)에 의해 정규화[f_{mod, site}(IM, V_S30)]가 가능하며, Eq. (12)를 사용하여 계산할 수 있다(Stewart et al., 2015).

여기서 f_site(IM_r, V_S30)는 암반 지역에서의 최대지반가속도 또는 유사응답스펙트럼가속도 값 (IM_r)과 V_S30를 매개변수로 한 자연로그 영역에서의 지반 증폭 모델 함수이다. f_site(IM_r, V_ref)는 V_ref 와 IM_r을 매개변수로 한 자연로그 영역에서의 지반 증폭 모델 함수이다. 본 연구에서는 한반도에 대한 기준 V_ref를 구하기 위하여, USGS에서 제공되는 V_S30 지도를 활용하였다(Fig. 1). 이 지도는 0.0083°간격의 격자 값으로 이루어져 있다. 본 연구에서는 위도 39°에 비해 저위도 한반도 영역에 대한 유효한 V_S30 값을 정리하였으며 이를 Fig. 14에 나타내었다.

Fig. 14

Count Values of V_S30 for the Korean Peninsula Regions from Fig. 1

본 연구에서는 지반 분류에 따른 부지 효과를 고려하기 위하여, 이에 대응하는 V_S30을 계산하고자 하였으며 KBC-2016의 지반 분류표에 따라서 전단파 속도가 760에서 1,500사이는 지반 분류 B, 360에서 760사이는 지반 분류 C, 180에서 360사이는 D로 고려하였다. Fig. 14에 나타난 바와 같이 한반도에 대해 제시된 V_S30은 180 m/s에서 900 m/s사이 값만 주어져 있기 때문에 지반 분류 B, C, D 3가지의 경우에 대한 대표로서 개별 평균값 V_{S30, B}=879.66 m/s, V_{S30, C}=567.06 m/s, V_{S30, D}=292.07 m/s를 사용하였다. 이 때, 지반 분류 B (=지반 증폭 계수 1)에 대하여 내진 설계 시 유효한 주기에서 증폭이 없는 것으로 가정하여 V_ref = V_{S30, B}로서 고려하였다. 부지 증폭에 대한 편차는 지진 시나리오 별로 부지 증폭 모델 간의 자연로그 표준편차 [σ_{ln, site}]를 계산하여 반영 [σ_Total]하였으며 Bazzurro and Cornell (2004)가 제안한 Eq. (13)을 활용하였다.

따라서 앞서 계산한 지진위험지도를 지반 분류 B로 고려하여 지반 분류 C와 지반 분류 D에 대한 지진위험지도를 추가로 작성하였으며 Eq. (11)에서 암반 지역에 대해 사용된 lnIM 값은 Eq. (14)에서 부지 효과를 반영 [lnIMsite]하여 지진재해도 해석을 수행하였다.

여기서 fmod, stie(IMr, VS30)는 연구에서 사용한 부지 증폭 모델들을 자연로그 영역에서 평균한 것이다. Fig. 15는 재현주기 2400년에 대해 지반 분류 C와 D를 고려하여 지진위험지도를 나타낸 것이다. Fig. 15에서 나타난 바와 같이 지반 분류 B (Fig. 13)에 비해 지반 분류 C와 D의 지진위험지도 값이 크게 나타난 것을 확인할 수 있다. 이를 임의의 지역 (위도: 36.1°, 경도: 129.4°)에 대하여 구체적으로 나타내기 위하여 개별 지반 분류와 주기를 모두 고려한 등재해도 응답 스펙트럼(Uniform Hazard Response Spectra, UHRS)을 Fig. 16에 나타내어 비교하였다. Fig. 16(d)에서 나타난 바와 같이 등재해도 응답 스펙트럼 값은 지반 분류에 따라서 증폭됨을 확인할 수 있었다.

Fig. 15

Seismic Hazard Map with Return Period 2400 Year for the Korean Peninsula: (a) PGA seismic hazard map for site class C, (b) PGA seismic hazard map for site class D, (c) PSA for T = 0.2s seismic hazard map for site class C (d) PSA for T = 0.2s seismic hazard map for site class D, (e) PSA for T = 1.0s seismic hazard map for site class C, (f) PSA for T = 1.0s seismic hazard map for site class D

Fig. 16

Hazard Curves and UHRS with Return Period 2400 Year for the Korean Peninsula: (a) Hazard curve for site class B, (b) Hazard curve for site class C, (c) Hazard curve for site class D, (d) UHRS for each site class B, C, and D

마지막으로 부지 증폭에 대한 비선형성을 확인하기 위해 지진재해도 해석에서 계산된 값을 활용하여 암반 지역에서의 최대지반가속도 또는 유사응답스펙트럼가속도 값(IM_r)에 대한 각 지반 분류별 부지 증폭 값을 Fig. 17에 나타내었다. Fig. 17(a)에서 나타낸 바와 같이 지반 조건 C의 경우에는 비선형성이 존재는 하지만 크게 두드러지지 않는 반면, Fig. 17(b)의 지반 조건 D의 경우 눈에 띄는 비선형성을 보임을 확인할 수 있었다.

Fig. 17

Site Amplification Factor Relative to Site Class B for PGA, T = 0.1s, 0.2s, 0.5s, 1.0s: (a) Site class C (b) Site class D