Stochastic Finite-fault Ground-motion Simulation of the 2016 Gyeongju, Korea, Earthquake

Abstract

추계학적 유한단층 지진동 모사법을 사용하여 2016년 9월에 발생한 경주지진 전진(MW 5.1)과 본진(MW 5.5) 및 최대 여진(MW 4.4)에 대한 지진동을 모사하였다. 경주지진 본진은 기상청 계기관측 이래 한반도에서 발생한 가장 큰 규모의 내륙지진이었으며, 한반도 전역에서 지진동이 관측되었다. 추계학적 유한단층 지진동 모사법을 이용하여 단층 지진원과 전파경로 및 부지에 의한 영향을 고려한 지진동을 계산할 수 있으며, 이 결과를 이용하여 규모와 거리에 따른 지진동을 예측할 수 있는 감쇄식 개발에 활용할 수 있다. 경주지진의 관측 결과와 비교하였을 때, 한반도를 대상으로 추계학적 지진동 모사법을 이용하여 개발된 기존 감쇄식들은 지진동을 과소평가하는 경향이 있음을 확인하였다. 경주지진의 관측 지진동을 추계학적 유한단층 지진동 모사 결과와 비교분석하여, 관측 지진동과 기존 감쇄식을 이용한 추정 결과 사이의 불일치를 야기하는 원인을 분석하였다. 관측 지진동 분석에 한반도 광역 지진관측망에 기록된 가속도 자료가 사용되었다. 지진동은 전파거리와 관계없이 기반암 상부의 부지 조건에 의해 변조될 수 있다. 전파경로에 따른 효과를 분석하기 위하여, 수평 대 수직 스펙트럼 비(HVSR) 방법을 사용하여 부지효과를 추정하고 관측기록을 보정하였다. 부지효과 보정은 가속도계와 광대역 속도계를 함께 운영하는 지표 관측소만을 대상으로 속도 상시미동자료에 대하여 계산한 HVSR을 부지응답함수로 가정하여 관측 지진동 보정에 사용되었다. 또한 지진동 모사에서 부지효과를 고려해주기 위하여, 가속도 지진 기록을 사용하여 관측소 고유의 스펙트럼 감쇄 변수 를 추정하였다. 관측 지진동 분석과 지진동 모사에서 부지효과를 보정함으로써 관측과 모사 지진동 사이의 불일치가 감소하는 것을 확인하였다. 그러나 약 100 km 이상 원거리에서 모사와 감쇄식이 관측과 일치하는 경향을 보이지만, 근거리에서는 여전히 모사와 감쇄식이 관측 지진동을 과소평가하는 경향이 잔재하였다. 근거리에서 발생하는 불일치의 원인을 파악하기 위하여, 감쇄식과 지진동 모사에서 사용되는 경로 변수들의 변화에 따른 영향을 분석하였다. 지진동 관측과 모사에서 부지효과를 적절하게 보정하였다고 가정할 때, 근거리에서의 불일치는 모사에 사용된 기하학적 감쇄와 거리 종속 지속시간 변수가 직접파와 모호면 반사파의 선형 누적으로 인한 지진동 진폭의 증가 현상을 적절히 반영하지 못하는데 기인하는 것으로 추정된다.