• 한국지반공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.19-35
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• 2018

최근 경주지진과 포항지진과 같이 중규모 이상 지진이 빈번이 발생함에 따라 피해기능성이 커질 수 있는 중서부 도시 지역들에 대한 종합적 지진재해 대책 수립의 필수기본 정보인 지역적 부지고유 지진응답 공간정보 예측의 필요성이 증대되고 있다. 특히 경기도 지역을 대상으로 정량적 부지고유 지반응답 특성 파악의 필요성이 증대됨에 따라 대상 확장영역 내 전략적 지반조사 자료의 확보 및 연계적 부지특성 파악 연구가 다각도로 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 경기도 지진취약지역 도출 및 부지고유 지진응답특성 분석을 위한 위사결정 프레임웍을 제시하였다. 시추조사 자료 및 수치표고모델 등의 지표피복 자료를 수집함으로써 지반지진공학적 연계활용을 위한 GIS 플랫폼 기반의 Geo-Data를 구축하였다. 지구통계학적 공간보간 기법의 최적화 설계를 통해 지층분포 특성 및 연계 취약도 성분 도출을 위한 지반 공간그리드를 구축하였으며, 이를 통해 지진지반응답 매개변수의 공간구역화를 수행하였다. 이에 따라 경기도 지역의 정량적 부지효과를 고려한 경기도 맞춤형 지진방재대책 수립을 위한 기저 정보로서 활용하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.57-65
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• 2001

역사적 지진 발생 기록이 풍부하고 양산 단층 영향권 내에 있어 지진 발생 가능성이 높은 경주 지역을 대상으로 지진민감도 분석을 수행하였다. 지형적 특성을 고려한 지반조사와 현장 및 실내 시험을 통하여 대상 지역 지반의 지층 구성과 각 지층의 동적 특성을 분석 평가하고, 이를 토대로 한 지반 응답 해석을 수행하였다. 9개의 시험공을 시추하여 2개소의 크로스홀 시험과 7개소의 다운홀 시험을 실시하였고, 시추부지 포함 13개소에서 SASW 시험도 수행하였다. X선 회절 및 풍화도 분석과 공진주 시험 등의 실내시험도 병행하였다. 이러한 시험 결과를 바탕으로 El Centro 지진에 의한 지표면 최대 가속도를 등가 선형 부지응답해석을 통해 평가한 결과 붕괴방지 수준에서 0.158g~0.286g, 기능수행 수준에서 0.067g~0.116g의 분포를 보였고 퇴적층에 의하여 형성된 경주 시가지 분지 지형에서 증폭정도가 심하다는 것을 알 수 있었다. 해석 결과로 볼 때, 현행 건교부 기준 설계응답스펙트럼은 경우에 따라 지반 운동을 과소평가하고 지반 고유의 공진 현상을 고려하지 못하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 개선된 지반 분류방법을 소개하였고 부지고유의 지반응답평가의 중요성에 대해 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.250-255
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• 2017

지진 발생시 지반조건에 의하여 지반운동에 영향을 받으며 내진설계시 지반특성을 고려한 부지응답특성 평가를 수행해야한다. 국내 내진설계기준의 설계지진력을 결정하는 부분은 미국내진설계기준(UBC-1997)을 차용하여 사용하고 있다. 국내 지반특성과 다른 미국의 지반특성에 적합하게 만들어진 기준을 그대로 사용하는 경우 과다 또는 과소 설계의 원인이 될 수 있다. 따라서 국내지반특성에 적합한 설계응답스펙트럼의 개선이 중요하다. 그래서 본 연구에서는 국내 도시지역의 158개 지반을 선정하여 미국 서부지역의 지반 특성과 비교하고 부지응답을 수행하였다. 158개의 지반을 내진설계기준에서 제시하는 분류방법을 이용하여 분류하였을 때 $S_B$에 해당하는 지반이 37개, $S_C$은 107개, 지반 $S_D$은 14개로 분류되었다. 각 분류된 지반과 7개의 입력지진파를 토대로 해석을 수행하였으며, 내진설계기준과 비교 분석 결과, 국내 설계응답스펙트럼은 국내의 도시지역의 지반특성에 비하여 단주기 영역의 증폭을 과소평가하고 장주기 영역의 증폭을 과대평가하는 것으로 나타났다. 158개의 해석대상부지 중에서 77%정도를 차지하는 지반 $S_C$, $S_D$의 결과에서 설계응답스펙트럼과 큰 차이가 발생한다는 것은 국내 내진설계기준에 제시되어있는 증폭계수를 국내 지반특성에 적합하도록 재산정 할 필요성이 있다는 것을 보여준다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.29-42
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• 2005

서울의 두 평야 지역 4km${\times}$4km에 대한 부지 고유의 지진 응답 특성 평가를 위하여 대상 지역내 총 350개의 시추 자료를 활용하였다. 국내 내륙 지역의 공내 탄성파 시험의 자료와 시주 자료를 이용하여 $N-V_s$ 상관관계를 도출하고, 이를 토대로 선정된 350 시추 위치에서의 깊이별 전단파 속도(Vs) 분포를 결정하여 등가선형 기법의 부지 응답 해석을 수행하였다. 현행 지반 분류 기준인 심도 30m까지의 평균 Vs (Vs30)는 대상 지역 내에서 250${\~}$550 m/s의 분포를 보였고, 그에 따라 대부분의 부지가 지반 분류 C와 D로 분류되었다. 서울 평야 지역의 부지 고유 주기는 국내 지반 증폭 계수의 근간인 미국 서부 지역에 비해 매우 작은 0.1${\~}$0.4초의 분포를 보였다. 비록 몇몇 부지에서 토사 층 내에 연약한 지층이 존재함에 따라 기저 고립 효과가 발생하여 현행 단주기 증폭 계수가 지반 운동을 과대평가하기도 하지만, 미국 서부 지역과의 지반 조건 차이로 인해 전반적으로 서울 평야 지역에서는 현행 국내 내진 설계 기준의 단주기(0.1${\~}$0.5초) 증폭 계수(Fa)는 지반 운동을 과소평가하고 중장주기(0.4${\~}$2.0초) 증폭 계수(Fv)는 지반 운동을 과대평가하고 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권3호
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• pp.203-218
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• 2010

지진 지반운동의 증폭 유발 요인인 부지 효과는 지역적 및 국부적 부지 조건에 직접적인 영향을 받게 됨에도 불구하고, 현행 국내 내진 설계 기준의 부지 분류와 그에 따른 부지 증폭계수는 미국 서부 지역의 기준을 준용한다. 이러한 내진 기준의 경우, 단주기와 중장주기에 관한 두 종류의 부지 증폭계수들을 30 m 심도까지의 평균 전단파속도라는 기준에 따라 A 부터 E까지의 다섯 종류로 분류한다. 본 연구에서는 국내 부지 조건을 반영한 부지 분류 체계를 제시할 목적으로, 경주, 홍성, 해미, 사천의 네 지역에 대해 체계적인 부지 특성 평가를 수행하였으며, 현장에서는 지표면부터 기반암까지의 전단파속도 깊이분포를 결정하고 실내에서는 지반의 비선형적 물성을 획득하였다. 국내 토사층은 미국 서부에 비해 상대적으로 얕고 강성이 크게 파악되었고, 그로 인해 국내의 부지 주기는 상대적으로 작고 좁은 범위에 분포하였다. 현장과 실내에서 구한 지반 특성을 이용하여 등가선형 및 비선형 기법을 적용한 다양한 부지고유 지진응답 해석을 총 75부지를 대상으로 실시하였다. 해석 결과로부터 현행 국내 기준에 정의된 부지 증폭계수는 지반운동을 단주기에서는 과소 평가하고 중장주기에서는 과대평가함을 알 수 있었다. 이러한 차이는 국내와 미국 서부간의 기반암 심도를 포함한 국부적 지반 특성들의 차이로 인한 것이다. 본 연구의 해석 결과와 한반도 대상의 선행 연구 결과들을 토대로 대표 기준인 부지 주기와 추가 기준으로서의 30 m 보다 얕은 심도까지의 평균 전단파속도를 도입함으로써, 국내 지역적 부지 특성을 고려한 지반운동과 설계 스펙트럼을 신뢰성 높게 결정할 수 있는 새로운 부지 분류 체계를 개발하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.29-38
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• 2009

지진 발생시 교량 상판 연결부의 상대변위로 레일에 발생하는 부가응력으로 인한 레일의 좌굴과 파손은 열차의 탈선을 유발할 수 있다. 교량의 지진응답 증가에 영향을 미치는 지반의 탈선취약요소와 교량의 구조적인 요소를 고려하여 고속철도교량 장대레일의 지진응답을 평가하였다. 연약층이 있는 지반, 상하역전형 지반과 같은 지반 탈선취약요소를 고려하기 위해서 지반을 평행층상지반으로 모델링하여 부지효과가 고려된 자유장운동을 구하고 이를 입력지진으로 사용하였다. 교각 높이나 적용 도상을 변화시키면서 구조적 특성이 레일의 지진응답에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(4)
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• pp.386-391
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• 1996

동경전력(주)가 도쿄만 근처에 건설한 높이-직경비가 비교적 큰 지진시험모델(TEPSCO모델)에 수행한 강제진동시험결과와 시험모델의 지진응답을 해석하고 분석하였다. 재료시험과 지반조사 결과를 이용하여 예측해석모델을 만들었고, 시험시에 계측된 측정치를 반영하여 예측해석모델을 수정하여 예측후상관해석모델을 작성하였다. 해석은 진동수영역과 시간영역에서 각각 이루어졌다. 연구결과로 TEPSCOT모델의 경우는 부지와 시험모델의 형상특성으로 인하여 지반의 재료감쇠비가 동적응답에 미치는 영향이 지배적이었음을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권12호
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• pp.23-35
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• 2015

전단파괴 이전 지반의 동적비선형거동특성은 일반적으로 함수형 피팅모델과 Masing 법칙을 이용하여 수치해석프로그램에 사용된다. 그러나 대부분의 함수형 피팅모델은 특정 전단변형률 영역에서 실험결과 대비 전단탄성계수와 감쇠비의 오차를 유발하는 것이 일반적인 현상이다. 이러한 오차의 원인은 현재 피팅모델로 표현하기 어려운 지반재료의 고유 특성에 기인할 수 있다. 지금까지 상기 문제를 해결하기 위하여 몇몇 피팅모델이 제안되었으나, 오차의 영향이 지진 시 부지응답해석에 미치는 영향은 아직까지 구체적으로 검토된 바는 없다. 본 논문에서는 상기 영향 검토를 응답이력해석을 통하여 실시하였다. 세 개의 서로 다른 함수형 피팅모델을 이용하여 부지응답해석을 시행하였으며, 그 결과는 동적원심모형시험 결과의 원형 계측치를 기준으로 검증을 실시하였다. 실험과 해석 간의 오차는 입력지진 크기가 증가함에 따라 커짐을 알 수 있었다. 저-중간 강도의 입력지진 범위에서 함수형 피팅모델에 따른 해석의 정확도 차이는 실용적인 측면에 있어서 큰 차이가 나지 않음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.25-34
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• 2012

최근 제안된 2-매개변수 지반분류 방법 및 지반 증폭계수가 국내 지반조건 및 지반증폭특성에 적합함을 검증하기 위하여 내진설계기준연구II, Eurocode-8, 현재 개정중인 미국 동부지역 NYC DOT 내진설계기준과 비교를 수행하였다. 유사한 조건의 지반 조건에 대하여 각 기준의 설계응답스펙트럼을 비교한 결과, 2-매개변수 지반분류, Eurocode-8, NYC DOT 내진설계기준은 일반적인 국내 지반특성인 단주기 영역의 증폭을 크게 고려하고 있는 반면, 내진설계기준 연구II는 장주기 영역의 증폭을 크게 평하는 것으로 나타났다. 추가적으로 경주시 $10km{\times}10km$ 지역내 50개 부지에 대한 지반응답해석 결과를 확보하고, 이를 내진설계기준연구II 및 2-매개변수 지반분류 방법에서 제안하는 지반 증폭계수와 2차원 공간적인 비교를 수행하였다. 단주기 및 장주기 증폭계수 모두에 대하여 내진설계기준연구II가 2-매개변수 지반분류 방법에 비하여 부지응답해석 결과와의 오차값이 월등히 큰 것으로 평가되어, 2-매개변수 지반분류 방법에서 제안하는 지반 증폭계수의 타당성을 확인하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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• pp.87-92
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• 2005

강진이 발생시 국내 지진동 수준 및 감쇠특성을 간접적으로 유추하기 위하여 2005년 3월 20일 발생한 규모 7.0의 후쿠오카 지진의 감쇠특성을 산정하고 그 결과의 적합성 여부를 알아보았다. 일본 방재과학 기술연구소에 운영중인 시추공 지진관측소 KIK-net 기록의 지반운동(PGA, SA)과 기존에 전력연구원에서 개발한 고리원전 부지에 대한 지반운동 감쇠식의 지반운동(PGA, SA)을 비교해 본 결과 잘 부합되었으며, 이로부터 고리원전 감쇠식이 강진에 대한 지진동을 비교적 적합하게 평가함을 확인할 수 있었다. 또한 시추공 KIK-net 자료의 응답스펙트럼과 일본의 원전 설계스펙트럼인 오사키 스펙트럼을 비교한 결과 후쿠오카 지진의 진동 수준이 낮게 평가되었다. 이는 전 세계에서 발생하는 강진 자료를 이용한 경험적인 응답스펙트럼이라고 할지라도 부지특성에 따라 부합되지 않을 수도 있음을 시사하고 있어 부지고유 응답스펙트럼의 개발이 필요함을 재차 확인하였다.