포항지역의 HVSR 분석을 통한 지반취약성 평가 연구

Abstract

지진에 의한 지진동은 지진피해와 직접적으로 연관이 있고, 지진원 특성과 지진파의 전파 경로 감쇠특성, 그리고 대상지역의 지반증폭 특성에 의해 영향을 받는다. 특히 천부 퇴적층 두께가 두꺼울수록 부지증폭 현상은 심각해지며, 큰 피해가 발생하기도 한다. 2017년 11월 15일 포항에서는 규모 5.4 지진이 발생하여 각종 기반 시설의 피해로 직간접적인 경제적 피해뿐만 아니라 100여 명의 인명피해도 발생하였다. 포항지진은 2016년 발생한 규모 5.8의 경주지진보다 지진 규모가 5.4로 작지만, 이 지진으로 발생한 지진피해는 경주지진 때보다 훨씬 컸다. 이는 경주지진보다 얕은 깊이에서 지진이 발생하였고, 분지 내 두꺼운 퇴적층에 의해 비롯된 부지증폭 효과로 추정할 수 있다. 또한 포항지진의 발생지역을 중심으로 액상화 현상도 발생하였다. 액상화는 두껍게 형성된 고화도가 낮은 퇴적층에서 지진파의 증폭 현상이 극대화되어 발생한다. 포항지진이 발생한 직후 지진피해 발생 현황 파악을 위해 정부와 지자체, 지진 유관기관에서 피해와 액상화 발생 현황조사를 진행하였다. 본 연구에서는 포항지역에 3성분 지진계를 임시 설치하여 배경잡음 자료를 수집한 후 HVSR 분석을 통해 공명주파수, H/V ratio 또는 amplification factor와 지반취약성 지수(Kg)를 산출하였다. 이 지반취약성 지수와 포항지진으로 발생한 피해자료와 비교한 결과, 지반취약성 지수가 액상화 및 건물의 손상과 관련이 있음을 확인하였다. 지반취약성 지수가 높은 곳에서 구조물의 피해가 크거나 액상화가 발생하였다. 따라서 HVSR 분석에 의해 산출된 지반취약성 지수는 액상화 위험성 평가뿐만 아니라 지진피해 위험지역인 지반의 연약 지점을 선택하는데 유용한 지표로 사용할 수 있고, 향후 지진으로 인한 피해 현장 대응 예측에도 도움이 될 것으로 사료된다.