• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.31-38
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• 2017

본 연구의 목적은 지반공학적 물성정보가 거의 없는 국내 중소규모 댐의 지진 시 파괴확률을 간편하게 산정할 수 있는 도표를 제시하는 것이다. 기존의 댐의 지진 시 파괴확률을 산정하는 방법 및 절차를 검토하여, 댐의 지반공학적 물성정보와는 상관없이 지진 시 파괴확률이 '0'이 되는 지진파괴확률 영곡선을 댐높이-여유고율 평면에서 쌍곡선의 형태로 결정하였다. 국내 중소규모 댐들의 댐높이-여유고율 분포형태가 지진파괴확률 영곡선과 같이 쌍곡선의 형태를 이루는 것을 확인하여, 다수의 등파괴확률 곡선(seismic failure probability contour)이 댐높이-여유고율 평면에서 일정한 간격의 다수의 쌍곡선들로 표시되는 지진파괴확률 산정 도표를 작성하였다. 작성된 도표는 비교적 관리가 잘 되고, 지반공학적인 정보를 충분히 가진 2개의 중소규모 댐들의 지진 시 파괴 확률 산정에 적용하여, 기존 절차와 방법으로 산정된 결과와 비교하여 적용 타당성을 확인하였다. 향후, 제안된 도표는 중소규모댐의 지진대비 보수보강의 투자 우선순위 등을 고려할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.73-80
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• 2010

최저 안전율 또는 최대 파괴확률을 기반으로 하는 기존의 사면안정해석에 대하여, 지반물성과 해석모델이 갖는 고유 불확실성을 최소화하고, 사면안정해석에서 다양한 안정해석모델과 그에 따른 파괴형상을 반영할 수 있도록, 다중 파괴모드를 고려한 사면의 신뢰성해석기법을 제안하였다. 파괴확률의 산정에는 체계 신뢰성해석분야에서 최근 도입된 선형계획법에 의한 최적화를 이용하였다. 이를 통하여 여러 가지 해석모델을 신뢰성 기반으로 동시에 고려하여 해석할 수 있다. 선형계획법에 의한 다중 파괴 모드를 고려한 파괴확률 산정기법을 이용하여 단순 사면의 경사도 결정을 위한 최적 설계를 검토하였다. 그 결과, 동시 파괴확률을 이용하면, 대상으로 하는 사면안정해석모델과 파괴형상 및 파괴확률을 복합적으로 고려할 수 있기 때문에 개선된 안전성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.46-52
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• 2017

염해에 노출된 콘크리트 구조물의 내구수명 평가는 매우 중요하므로 최근들어 결정론적 및 확률론적 방법을 통하여 내구수명을 평가하는 시도가 이루어지고 있다. Fick's 2nd 법칙에 근거한 내구수명 평가방법은 표면 염화물량과 확산계수의 시간의존성을 고려하여 합리적인 설계를 수행하고 있으나, 확률론적 방법에서는 이러한 영향이 고려되지 않고 있다. 본 논문에서는 시간에 따라 증가하는 표면염화물량을 유효 표면염화물량으로 고려한 뒤 시간의존성 확산계수를 고려하여 내구적 파괴확률을 도출할 수 있는 해석기법을 제안하였다. 표면염화물에 도달하는 기간을 10~30년으로, 표면염화물량을 $5.0{\sim}10.0kg/m^3$으로 변화시키면서 내구적 파괴확률을 평가하고 내구수명의 변화를 분석하였다. 제안된 기법은 결정론적 내구수명 평가방법의 해석조건을 동일하게 적용시키면서 설계인자의 확률 변동성을 고려할 수 있으므로 과다한 설계를 방지함으로서 합리적인 설계기법으로 적용할 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.41-50
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• 2003

구조물에 대한 비파괴 손상평가는 손상 전과 손상 후의 동적 특성으로부터 손상의 위치와 그 크기에 대한 정보를 제공한다. 기존 구조물의 시스템 신뢰도를 추정하기 위해서는 이러한 비파괴 손상평가의 결과가 부재요소의 파괴확률에 반영되어야 한다. 구조 부재의 파괴확률은 각 부재의 파괴함수로부터 신뢰성 이론을 이용하여 구할 수 있다. 본 논문에서는 각 부재의 파괴확률로부터 직접 구조 시스템의 파괴확률을 구할 수 있는 식을 제안하였다. 손상평가와 신뢰성평가 분야의 연계는 철골조 단층 프레임의 수치해석 모델에 인위적인 손상을 가하여 손상 전과 손상 후의 모달 변수를 이용하여 그 타당성을 입증하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제1권1호
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• pp.47-58
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• 1985

본 연구에서는 토성정수와 하중을 종래의 단일치 대신 확률변수로 취급하여 얕은 기초의 신뢰도 해석을 시도하였다. 즉 토성정수와 하동을 점추정하는 대신 구간추정하여 얕은 기초의 안정성을 종래의 안전률 대신 파괴확률로 표시할 수 있었다. 이른바 허용안전률이 별다른 이론적 배경이 없는 경험의 소산에 불과하며 안전률이 수치적 안전척경가 되지 못한다는 태책을 감안하면 파괴확율은 보단 합리적인 신뢰도의 표현수단이 될 수 있다고 생각한다. 지전의 지지력과 하중은 정규분포, 대수총규분포 및 베타분포하는 것으로 가정하였고 이들 각 분포에 따르는 다수의 확률변수를 생성하여 오차전파방법으로 파괴확률을 산정하는 전산 프로그램을 개발하였다. 이 전산 프로그램을 이용하여 Case study를 하고 그 결과를 분석하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제15권4호
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• pp.214-223
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• 2003

신뢰성 기법을 도입하여 경사식 해안 구조물에 발생하는 월파현상을 해석하였다. 월파와 관련된 많은 변수를 고려할 수 있을 뿐만 아니라 예측능력이 우수하다고 판단되는 경험식을 이용하여 신뢰함수가 유도되었다. 일반적으로 인정되는 범위내에서 설정된 확률변수의 통계적 특성과 분포함수를 이용하여 허용 월파량을 초과하는 파괴확률이 무차원 천단고의 함수로 산정되었다. 피복재의 종류와 구조물 전면의 경사에 따른 파괴확률의 차이도 해석되었다 또한 상치 콘크리트 전면에 거치된 피복재의 천단폭 변화에 대하여도 해석하였다. 마지막으로 각 확률변수의 불확실성에 따른 민감도 분석이 수행되었다. 월파와 관련된 제반 특성들이 잘 묘사되었을 뿐만 아니라 결정론적 설계법에서는 규명할 수 없는 허용 월파량을 초과하는 파괴확률들이 정량적으로 산정 되었다. 따라서 천단고를 결정할 때 확률적인 개념을 가미함으로서 설계의 효율성을 높일 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.447-458
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• 2023

본 연구에서는 쉴드터널 세그먼트 라이닝의 하중과 부재저항의 확률적 특성뿐만 아니라 경계조건의 변동성을 고려한 비교모델을 선정하고 신뢰성해석을 수행하였으며, 파괴확률 산정 및 구조안전성 검토를 통해 한계상태설계의 적정성에 대해 분석을 수행하였다. 이러한 지반 정수의 확률특성치를 고려한 해석을 위해 지반스프링계수는 Muirwood식을 적용하여 정량적 값을 산정하여 Mean값으로 고려하였고, 변동계수는 기존 연구자료를 토대로 지반 경계조건 변화에 따른 검토대상 모델들을 선정하였다. 이러한 모델들에 대한 구조해석과 MCS기법을 적용한 신뢰성분석을 통해 파괴확률과 신뢰성지수를 산정하여 지반경계조건 변화에 따른 파괴확률의 변화를 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권11호
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• pp.109-117
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• 2007

암반사면의 안정성 해석에는 다양한 원인에 의하여 불확실성이 개입하게 되며 경우에 따라 이러한 불확실성이 암반사면의 붕괴원인이 되기도 한다. 따라서 1980년대 이후부터 이러한 불확실성에 대한 중요성이 인식되었고 이를 정량화하기 위한 기법의 하나로 확률론적 해석기법이 제안되었다. 그러나 확률론적 해석기법은 불확실성에 대한 정보를 충분하게 획득할 수 있어 확률변수(random variable)치 확률특성을 정확하게 파악할 수 있다는 가정 하에 그 적용이 가능하다. 또한 불확실성중 공간적인 변동성이나 불균질성에 의한 불확실성은 확률론에 의해 쉽게 정량화될 수 있으나 측정오차나 측정수량의 부족 등에 의해 기인하는 불확실성은 확률론에 의해 다루기 어려운 것이 사실이다. 따라서 이러한 한계점을 보완하기 위해 퍼지집합이론(fuzzy set theory)의 활용이 제안되었다. 본 연구에서는 확률변수를 퍼지 숫자(fuzzy number)로 고려하여 퍼지집합이론을 활용하였고 이를 해석하기 위한 방법으로 몬테카를로기법(Monte Carlo simulation) 기법을 제안하였다. 이것은 퍼지숫자(fuzzy number)를 분석하기 위해 꼭지점(vertex) 기법이나 점추정법(point estimate method, PEM), 일계이차모멘트법(first order second moment method, FOSM)의 기법을 활용하였던 기존의 방법이 대표값만을 이용했던 단점을 보완할 수 있을 것으로 보인다. 제안된 기법의 적용성을 판단하기위해 현장을 선정하여 적용해 보았다. 결정론적 해석 결과 절리군 2는 안전한 것으로 절리군 4는 불안정한 것으로 해석되었다. 반면 확률론적 해석 결과 절리군 2의 경우 29.3%의 파괴확률을, 절리군 4의 경우 73.5%의 파괴확률을 보였다. 본 연구를 통해 제안된 기법을 활용하여 파괴확률을 계산해본 결과 절리군 2의 경우 33.5%, 절리군 4의 경우 73.5%로 확률론 해석기법의 결과와 유사하게 산정되었다. 따라서 본 연구에 의해 제안된 해석기법인 퍼지몬테카를로기법(Fuzzy Monte Carlo simulation) 기법이 이전의 해석결과와 유사한 해석결과를 보여주면서 자료의 분산이 많이 감소했다는 것을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.85-90
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• 1988

균질토 사면에서 파괴에 대한 확률론적모델이 제시되었다. 사면의 안전은 관례적인 안전을 보다는 파괴확률로써 측정된다. 사면파괴의 Safety Margin은 정규분포라 가정하였다. 어떤 균질한 흙층에 있어서 흙의 특성에 영향을 주는 불확실성의 원인은 본래의 공간적인 가변성, 불충분한 시료에서 오는 판단오차 그리고 실험오차등이 었다. 파괴면을 따라 존재하는 전단강도의 불확실성은 1차원 Random Field Madels로 표현되었다. 파괴aus의 양상은 대수나선 곡선을 따른다고 가정하였다. 파괴면과 그것을 따라 작용하는 힘의 통계적 특성을 유도하여 사면의 파괴확률을 계산하였다. 마지막으로 개발된 절차가 사면의 신뢰성 해석에 대한 하나의 예제 연구에 적용되었다.

• Composites Research
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• 제23권2호
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• pp.40-47
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• 2010

본 논문에서는 복합 반응면 기법을 제안하고 성능을 고찰하였다. 복합 반응면 기법은 MPP의 좌표를 기준으로 하여 근사모델을 반복 계산하는 기법이다. 성능을 검증하기 위해 비선형 함수와 복합재 적층판에 대하여 신뢰성 해석 기법을 적용하여 파괴확률, MPP(Most Probable failure Point), 신뢰도 지수를 계산하고 일반적인 반응면 기법의 결과와 비교하였다. 파괴확률은 비선형 한계상태식을 가정하고 임의의 파괴 기준을 정의하여 계산하였다. 제안한 복합 반응면 기법을 이용하여 파괴확률을 계산한 결과 일반적인 반응면 기법보다 향상된 성능을 나타내었다.