최근 한반도 남동부 지역에서 발생한 중규모 지진으로 인해 지진 재해에 대한 위험성을 실감하고 지진방재 대책에 대한 관심이 증가하고 있다. 이러한 큰 피해를 초래하는 중규모 이상의 지진동에 대한 지진동 모델파라미터 역산을 통해 지진원 상수에 대한 고찰과 이와 동시에 지반의 안정성 평가가 그 어느 때보다 중요하게 요구되는 시점이다.
본 연구에서는 국내 및 국외에서 발생한 중규모 이상(≥4.5)의 지반진동 자료를 이용하여 지반증폭특성을 파악하고 상시미동 자료를 이용한 결과와 비교분석하였다. 비기준관측소 방법을 이용하여 수평/수직 성분의 스펙트럼비를 통하여 관측소별 지반증폭 특성을 분석하였다. 37개 국내 지진관측소에서 수집된 507개의 지진자료의 S파 에너지를 이용하여 지반증폭 특성을 평가하였다. 2017년과 2018년 동안의 상시미동 자료를 이용하여 동일한 관측소를 대상으로 지반증폭 특성을 파악하고 이 두 자료를 이용한 결과를 비교하였다. JJB관측소는 지진 자료와 상시미동 자료를 이용한 결과 모두에서 유사한 주파수 대역에서 피크를 보였으며, 시추공 관측소임을 고려해볼 때, 높고 비정상적인 피크로 분석되었다. 또한, 몇몇 관측소에서 최대 피크에 해당하는 주파수 대역을 보였으며, 이 구간을 해당 관측소에서의 우월주파수로 추정하였다. 추정된 우월주파수를 활용하여 해당 지역에 대한 지표 퇴적층의 두께를 도출하였다.
또한 지반증폭 특성 연구에서 이용한 지진의 지진원과 감쇠특성 등을 추정하기 위해 Brune의 단일 코너(1-corner) 주파수와 일정한 응력강하를 갖는 ω² 지진원 모델을 기초로 한 추계학적 지진동 모델(stochastic point-source ground motion model) 파라미터 역산을 수행하였다. 모델 파라미터 추정을 위 Levenverg-Marquardt(LM) 비선형 역산방법을 이용하여 지진원 관련 상수와 전파 및 부지 관련 감쇠상수를 분석하였다. 지반증폭 특성 분석을 통해 평가된 부지효과에 대한 정보는 지진동 모델파라미터 역산의 기초 자료로 활용하였다. LM 비선형 동시 역산 방법을 적용하여 분석한 결과가, 단일 지진에 대한 역산 결과에 비해 보다 모든 지진 자료를 이용하여 동시역산을 수행한 결과가 지진원 및 지진파 에너지 전파 특성을 잘 반영할 것으로 판단되었다. 본 연구에서 제시하고자 하는 지진원 및 전파 감쇠 상수들을 기존 연구결과와 비교하였으며, 지진원 파라미터는 미국 서부와 동부지역의 중간값으로 평가되었다. 전파 특성 파라미터는 기존의 연구(오태석, 2002; 연관희 외, 2007)와 비슷한 결과를 보였다. 그리고 고주파수 지진파 감쇠 상수인, k값은 국내의 기존 연구에 대해 상대적으로 높은 값은 보여주었다. 또한, 지역적인 k값을 통해 지각매질의 특성을 추정할 수 있었다.
역산을 수행한 결과가 한반도 남부지역의 지진동 모델파라미터를 대표한다고 단정 지을 수는 없으나 기존의 연구와 비교를 통해 상당히 신뢰성 높은 결과라고 판단된다. 또한 본 연구에서 도출한 지진동 상수들은 지진동예측식(ground motion prediction equations; GMPEs) 개발의 초기 값으로 활용할 수 있으며, 국내 내진설계 및 관련 연구의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.