• 대한토목학회논문집
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• 제31권4C호
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• pp.109-116
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• 2011

본 연구에서는 수직구의 동적 거동특성 분석을 위하여 지반조건, 입력하중 특성, 하중 방향 등의 주요 인자를 고려하여 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 그 결과로, 다층지반에 시공된 수직구는 하부 단단한 지층이 두꺼울수록 전단력과 휨모멘트가 최대 1.7배 크게 발생되며, 지층이 변화하는 경계면에서 가장 큰 단면력이 발생된다. 또한 입력하중의 주기 특성에 따라 수직구 동적거동은 서로 다르며, 수직구와 주변지반에서의 가속도 증폭 비율은 주변지반에서 최대 3배 이상 크게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권5호
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• pp.513-522
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• 2021

스마트폰은 3축 방향 가속도를 기록할 수 있는 MEMS 센서를 포함하고 있고 무선통신망 장치가 내장되어 실시간으로 진동 데이터를 관측하고 전송할 수 있다. 이러한 특징을 기반으로 스마트폰을 지진관측망으로 사용하는 데 큰 장점으로 작용한다. 현재 국내 영남권에 시범적으로 279개의 스마트폰이 설치되어 지진관측망으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 스마트폰 관측 지진기록의 유효성을 확인하기 위해 국가지진관측망의 지진관측소 기록과 스마트폰의 관측기록을 비교하였다. 비교에 활용된 데이터는 2019년에 발생한 5개의 지진에 대한 기록이며, 기상청과 한국지질자원연구원의 지진관측소에서 기록한 321개의 데이터와 스마트폰에서 기록한 145개의 데이터이다. 최대지반가속도(PGA)를 추출한 후, 지반운동예측식(GMPE)을 스마트폰 기록에 적용하여 PGA와 최대수평가속도(PHA)의 잔차를 분석하였다. 분석 결과, 스마트폰 MEMS 센서 관측기록의 자연대수 평균 잔차는 0.59로 약 1.8배 큰 PHA를 관측하였다. 또한, 스마트폰 MEMS 센서의 설치 층수가 높아질수록 잔차가 줄어드는 경향을 확인하였는데, 이는 지진파 응답스펙트럼의 경향과 비슷하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2A호
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• pp.119-130
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• 2009

구조물의 지진취약도 곡선은 최대지반가속도, 가속도 스펙트럼($S_a$) 혹은 변위 스펙트럼($S_d$)등과 같은 지진의 크기를 나타내는 다양한 수준에 대하여 정해진 손상상태를 초과할 확률을 나타내는 것으로 구조물의 내진성능과 지진위험도를 평가하는데 아주 중요하다. 본 논문의 목적은 국내 교량의 대표적인 형식의 하나인 PSC BOX 거더교에 대한 지진취약도를 분석하는 것이다. 이를 위해 실제지진기록을 사용하여 국내 내진설계기준에 적합한 인공지진을 작성하여 예제교량에 대한 비탄성 시간이력해석을 수행하여 Shinozuka 등이 제안한 방법을 사용하여 지진취약도 곡선을 작성하였다. 최대지반가속도에 비해 구조물의 손상을 나타내기에는 $S_a$와 $S_d$가 보다 적절하므로 지진취약도 곡선을 $S_a$와 $S_d$ 단위로 전환하여 나타내었다. 비탄성 시간이력해석에 의해 평가된 최대지반가속도, $S_a$, $S_d$ 단위의 취약도 곡선을 HAZUS에서 사용하는 간편식을 이용한 지진취약도곡선과 비교하여 평가하였다.

• 지질공학
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• 제25권2호
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• pp.237-250
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• 2015

지진 시에 지하구조물은 지상구조물보다 더욱 안전한 것으로 간주되어 왔으나, 1995년 고베지진 시 발생한 지하철터널의 피해 이후 지하구조물의 피해 사례가 점점 증가하고 있다. 본 논문에서는 풍화토로 되메움한 개착식 터널과 주변 지반의 지진 시 거동을 Mohr-Coulomb모델을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 지반의 측면 경계조건, 인장강도, 최대지진가속도에 따른 개착식 터널과 주변 지반의 변위 및 터널 라이닝에 작용하는 응력을 예측하였다. 지반의 측면 경계조건(자유장 경계조건과 일반 경계조건)과 주변 지반의 인장강도의 변화에 따라 계산된 변위와 응력은 상당한 차이를 나타냈다. 좌우경계조건이 자유장 조건인 경우에는 지반의 잔류변형이 거의 발생하지 않았으나, 구속된 일반 조건인 경우에는 지진으로 인한 주변 및 기초 지반의 융기로 인한 잔류변형이 크게 발생하였다. 하지만 주변 및 기초 지반의 인장강도를 점착력의 100%로 가정하였을 경우 개착식 터널은 측면 경계조건이나 입력된 최대가속도에 관계없이 잔류변위는 1 cm 이내로 무시할 수준이다. 뿐만 아니라, 최대변위 발생 시 및 최종 단계에서 터널 라이닝에서 발생하는 응력은 모두 허용응력 이내이므로 안전한 것으로 판단된다. 동적 수치해석에서는 주변 지리적 조건을 고려하여 적절한 경계조건을 설정하고 인장강도와 같은 지반의 물성치를 정확하게 구하는 것이 매우 중요한 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.187-200
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• 2023

본 연구에서는 주변 환경에 따른 굴착식 터널의 지진취약도 변화에 대한 분석을 진행하고 대표 지진취약도 모델을 제시하였다. 기 개발된 굴착식 터널의 지진취약도 모델들에 대한 분석을 진행한 후 각 모델들에 가중치를 부여하여 주변 환경에 맞게 새로 가중조합한 모델을 개발하였다. 주변 환경은 굴착식 터널 주변의 지반조건과 매설 깊이를 고려하였다. 지진취약도 곡선의 피해 발생 확률은 최대지반가속도(PGA)를 매개변수로 하여 결정된다. PGA가 0.3 g일 때 매설 깊이가 50 m이하의 조건에서는 경미한 손상을 초과하는 피해 확률이 20%, 매설 깊이가 50 m 이상 100 m 이하의 조건에서는 피해 확률이 10%, 매설 깊이 100 m 이상의 조건에서는 피해 확률이 3% 이하로 매설 깊이에 따라 피해 확률이 점차 낮아지는 것을 확인하였다. 또한 주변 지반이 토양으로 되어있을 때보다 암반으로 되어있을 때 동일한 지표의 PGA에 대해 같은 매설 깊이에서 피해 확률이 크게 나타나며, 매설 깊이가 깊어질수록 피해 확률이 작아진다. 이 연구는 향후 터널의 종합적 지진취약도 함수 개발에 유용하게 사용될 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.5-12
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• 2019

2017년 11월 15일 발생한 $M_L=5.4$의 포항지진으로 액상화 피해사례가 접수되었으며 이에 대한 많은 연구가 수행 중에 있다. 지진에 의한 피해사례가 전무하였던 우리나라의 경우, 예방 및 대비에 해당하는 지진위험지도 작성과 지진 및 지진해일 관측시스템의 구축에 매우 소극적이었다. 지진은 가뭄, 홍수나 태풍 등과 달리, 발생 징후를 관찰하고 그 영향 및 규모를 미리 예측하기란 거의 불가능에 가깝기 때문에 예방 및 대비차원의 액상화 위험지도와 같은 지진재해지도 구축은 매우 효과적일 수 있다. 본 연구는 수도권지역 14,040개의 시추공 데이터를 수집하여 지반증폭계수를 이용한 액상화 평가를 우선적으로 실시하고 최대기반암가속도는 재현주기 200년부터 4,800년을 포함하는 최대기반암가속도 0.06g, 0.14g, 0.22g, 0.30g에 대한 액상화 위험지도를 작성하였다. 또한, 실시간 예측 가능한 액상화 위험지도 작성을 위해 지진가속도와 상관관계 분석을 실시하였으며 그 결과로 수치지도의 모든 셀에 해당하는 상관식이 제안되었다. 최종적으로 제안된 상관식을 이용하여 가상의 지진에 대한 액상화 위험지도를 작성하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.25-35
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• 2018

구조물-지반-구조물 상호작용을 확인하기 위하여 다양한 크기를 가지는 얕은 기초에 대하여 원심모형실험에 의한 진동대실험을 실시하고 결과를 분석하였다. 낙사법을 이용하여 지반을 조성하였으며, 두 기초의 이격 거리 및 매립에 따른 거동을 평가하였다. 원심모형실험 시 측정된 깊이별 지반 가속도는 입력 지진파의 크기가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 증폭 현상에 의하여 지표면에서 가장 큰 값을 보였다. 두 기초의 이격 거리가 줄어듦에 따라 구조물-지반-구조물 상호작용에 의하여 가속도 응답 스펙트럼 비(RRS)의 크기는 커지며, RRS 값이 최대가 되는 주기는 줄어 들었다. 동일한 이격 거리에서 기초가 지반에 매립될 경우, 두 기초의 RRS는 감소하는 경향을 보였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.133-141
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• 2013

본 연구에서는 시울지역 내 분포하고 있는 15개 지역의 문화재 주변지반에 대하여 표면파탐사를 바탕으로 하는 지반조사결과를 이용하여 수치해석 기반의 3차원 내진해석을 수행하였으며, 해석결과를 기반으로 지반변위를 분석하였다. 해석결과, 지반의 변위는 (구)공업전습소 본관이 최대 약 9.7mm로 나타났다. 이와 같이 변위가 작게 나타난 원인은 문화재가 위치한 지역의 토층이 매우 단단하기 때문으로 표면파 탐사를 통해서 분석된 지반가속도를 비교해 보아도 하부에 매우 단단한 암층이 존재하는 것으로 확인되었다. 그러나 낙성대 삼층석탑에 있어서, 지반 자체의 변위는 다른 지역과 유사하게 나타났으나 화강암으로 구성된 석탑은 상부에서 최대 30mm의 변위를 나타냈다. 이는 낙성대 삼층석탑을 지지지하는 지반의 경우 지진파에 대한 상호 보완을 할 수 있는 구조, 즉 지반반력으로 인한 감쇠효과가 나타나기 때문에 지반의 변위 자체는 작게 해석되었으나 상부 구조물의 경우에는 지진파가 작용하였을 때 응력해방에 기인하여 변위가 가장 많이 발생한 것으로 판단된다.

• 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.

• 지질공학
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• 제5권1호
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• pp.45-58
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• 1995

한반도의 계기지진 자료를 이용하여 확률론적 지진위험분포를 계산하였다. 이 목적을 위하여 여러 자료를 수집, 검토하여 통일성과 균질성을 갖도록 지진요소들을 재조정한 1905년 이래의 계기지진 목록을 작성하였다. 한반도에서 100년, 1000년, 4000년 동안에 발생가능한 최대 잠재지진의 규모는 극한치 이론을 적용하여 계산할 때 각각 6.3, 7.2, 7.8로 나타난다. 한편 100년, 1000년에 기대되는 최대지반가속도를 재래주기법으로 계산하여, 등치선도를 작성, 제시하였다. 또한 수개의 인구밀집지역에 대해서는 최대 가속도가 발생확률의 함수로 나타나는 지진재해예상곡선이 작성되었다.