2016-10-21 [Q&A] 지진의 규모와 PGA 상관 관계
작성자 : kim2kie
(2022-10-02)
조회수 : 3982
바라건대 부족하나마 함께 나누고 긍정으로 함께 갈 수 있다면 좋겠습니다.
> 교수님 책(2판 406쪽~412쪽)에서 보면, 아래와 같이 규모와 PGA 관계가 일률적이지 않아보입니다.
> 지진 규모 PGA
> 엘센트로 지진 리히터 규모 7.1 0.3569 g
> 태프트 지진 모멘트 규모 7.5 0.1793 g
> 멕시코 지진 규모 8.1 0.17149 g
> 노스리지 지진 모멘트 규모 6.7 0.8836 g
> 고베 지진 모멘트 규모 6.8 0.7955 g
> 하치노헤 지진 규모 7.9 0.3178 g
>
> 의문1 : 경험식에 의한 규모와 PGA 변환식을 사용해도 되는걸까요?
> (아니면, PGA는 측정된 값 중에 큰것 뿐이지 실제 가장 큰 값이 아니어서 이해할 수 있는 걸까요?)
> (추정이고 정확하지 않으니 참고용이라고 하지만, 실제값을 보니 너무 차이가 커보여서요;;)
답변1:
규모는 에너지의 크기이고, PGA는 진도에 해당합니다.
규모와 PGA의 엄밀한 관계는 거리에 따른 감쇠식으로 나타 낼 수 있습니다(3판, p.577 그림 6.11.2b).
이 수식도 불확실성이 큰 수식이고, 지역에 따라 다르게 근사합니다.
굳이 규모와 PGA(진도)와의 관계를 나타내고자 한다면,
진원과 계측위치간의 거리를 같다고 놓으면,
규모의 변화량(delta M)과 PGA의 변화량(delta A)의 관계를 다음과 같이 구할 수 있습니다.
http://www.kim2kie.com/noticeboard/board.php?btype=view&num=413&board_code=Databoard
https://dl.dropboxusercontent.com/u/98535240/StructuralDynamics/Doc&PDF/Dynamics_Chapter06_Earthquake(1-3).pdf (여기서 p.397 주석 참조)
> 의문2 : 내진설계는 EPGA에 근거하므로 PGA가 작은 '태프트 지진,멕시코 지진'이 발생해도
> 왠만한 건물은 안전하다 할 수 있을까요?(아니라고 생각되지만요^^;)
답변2:
지진에 의한 구조물의 안전은 진동수 성분이 중요합니다.
실제 지진은 PGA가 크다고 해서, 모든 진동수 성분이 골고루 분포하지 않습니다.
따라서 구조물의 고유진동수 성분에 따라 어떤 구조물은 안전하고 어떤 구조물은 안할 수 있습니다.
계측지진의 이런 단점을 보완하기 위해, 원전 구조물이 내진설계에서는 계측지진을 PGA 뿐만 아니라 진동수 성분도 설계기준에 맞도록 보정(부합)하여 사용합니다.
> 의문3 : 경주지진은 규모 5.8, PGA 0.35으로 알고 있습니다. 규모에 비하여 PGA가 많이 큰 것 아닐까요?
> Bolt(1999년)에 의하면 규모7은 0.25~0.3g에 상응한다고 했는데,
> 경주지진과 규모,PGA관계가 차이가 있습니다. 어떻게 이해하면 될까요 ㅠㅠ
답변3:
규모는 에너지의 크기입니다. 즉, 원자폭탄이 얼마나 떨어진 곳, 얼마나 깊은 곳 즉, 진원이 어디냐에 따라
사람이 체감하는 진도(PGA)는 다릅니다.
고리에서 계측된 지진이 0.098g 정도라고 합니다.
지진이 얼마나 크냐는 규모로 나타내지만, 해당 구조물에 얼마나 큰 영향을 미치냐는 해당 건물 위치에서 진도와 연관된 PGA로 나타냅니다.
지면 등으로 짧은 답변에 죄송합니다.
결국 내진설계의 책임은 설계자가 져야 하므로,
우리 나라도 지진전문가들이 모여 심화 토론을 하여 관련 학문이 진일보 할 수 있다면 좋겠습니다.
문의에 다시금 감사드리며…