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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 소병달
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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단층이 파열하는 순간에 축적 되어있던 응력이 방출되면서 순간적으로 탄성 변형이 발생한다. GPS와 위성의 고해상도 측지 기법의 발달은 지표면에서의 정밀한 탄성 변형을 관측 가능하게 하였으며, 측정된 수평, 수직 방향의 변위 자료를 사용하여 단층면에서의 미끌림의 공간적 분포(Slip distribution)를 파악하는 유한 단층 미끌림 역산 연구가 활발히 진행되어왔다. 지진을 재현하여 지진 후 변형을 활용하여 단층 주변 지역의 물성을 추정하는 지진 모사 연구는 역산으로 추정한 미끌림 분포 데이터를 입력 자료로 사용하기 때문에 미끌림 분포의 정확성을 향상 시키는 것이 중요하다. 역산은 Gs=d의 식을 사용하여 계산되며, 그린 함수 행렬은 대부분 악조건 행렬(ill-conditioned matrix)이여서 행렬의 역(inverse)을 계산할 때 오차가 발생하게 된다. 이것을 해결하기 위해서 스무딩 팩터(smoothing parameter)를 추가하였고, 소단층 사이의 급격한 미끌림 변화를 조절하는 라플라스 연산자(Laplacian operator)를 추가해서 계산하였다. 선행 연구에서는 반 무한 탄성체로 가정한 모형으로 지표 변위를 계산하고 그린 함수 행렬(Green’s function matrix)을 만들어서 역산을 수행하였다. 하지만 실제 지구는 탄성, 점탄성, 탄소성과 같은 물질로 구성되어 있으므로 균질한 탄성 모형으로 역산을 수행할 경우 정확한 미끌림 양을 추정하기에는 한계가 있다. 따라서 깊이에 따른 탄성 이질성과 같은 실제 지구와 유사한 물성을 반영한 모형을 사용하여 역산을 수행하는 연구가 발전되었다. 유한요소 솔버인 PyLith는 절점을 분리해 계산이 가능하여 지진 단층 모사에 적합하다. PyLith 소프트웨어와 반 무한 탄성체 기반 해석해 코드를 사용한 유한 단층 미끌림 역산 연구와 비교하여 PyLith의 역산 신뢰성을 확인하였다. 단층 주변에 탄성 이질성을 가지는 물질을 정의해두고 지표 지진 변위를 계산하고, 탄성 이질성을 가지는 물질의 유무에 따른 유한 단층 미끌림 역산의 결과를 비교하였다. 향후 실제 지진 발생 후 GPS와 위성으로 관측한 수직, 수평 방향의 지진 변위를 사용하여 유한 단층 미끌림 역산을 수행할 경우, 본 연구에서 제작된 자동화 코드를 이용하면 다양한 물성 값과 최적의 모형 크기 비를 적용하여 단층 미끌림 분포를 빠르고 간편하게 계산할 수 있을 것으로 기대된다.
목차
Ⅰ. 연구배경 1Ⅱ. 연구방법 41. 지배방정식 42. 유한 단층 미끌림 역산 53. PyLith 격자 생성 자동화 64. 수치 모형 설정 71) PyLith를 사용한 역산 검증을 위한 수치 모형 82) 탄성 이질성이 포함된 수치 모형 11Ⅲ. 연구 결과 151. PyLith를 사용한 역산 검증 152. 탄성 이질성에 의한 영향 19Ⅳ. 토의 및 결론 26□ 참고문헌 28□ Abstract 34
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