• Earthquakes and Structures
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• 제4권5호
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• pp.557-585
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• 2013

The recent huge earthquake ground motion records in Japan result in the reconsideration of seismic design forces for nuclear power stations from the view point of seismological research. In addition, the seismic design force should be defined also from the view point of structural engineering. In this paper it is shown that one of the occurrence mechanisms of such large acceleration in recent seismic records (recorded in or near massive structures and not free-field ground motions) is due to the interaction between a massive building and its surrounding soil which induces amplification of local mode in the surface soil. Furthermore on-site investigation after earthquakes in the nuclear power stations reveals some damages of soil around the building (cracks, settlement and sand boiling). The influence of plastic behavior of soil is investigated in the context of interaction between the structure and the surrounding soil. Moreover the amplification property of the surface soil is investigated from the seismic records of the Suruga-gulf earthquake in 2009 and the 2011 off the Pacific coast of Tohoku earthquake in 2011. Two methods are introduced for the analysis of the non-stationary process of ground motions. It is shown that the non-stationary Fourier spectra can detect the temporal change of frequency contents of ground motions and the displacement profile integrated from its acceleration profile is useful to evaluate the seismic behavior of the building and the surrounding soil.

• 한국지형학회지
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• 제19권3호
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• pp.143-151
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• 2012

2011년 3월 일본 동북지방의 태평양 연안 해저에서 발생한 거대 지진(M 9.0)에 의한 쓰나미 재해와 지각변동에 대하여 조사하였다. 센다이 해안 평야의 경우 쓰나미에 의한 침수 거리는 현 해안으로부터 4.0km에 달하였다. 쓰나미 사질 퇴적물은 쓰나미 침수범위 중의 바다쪽 60~75%의 구간, 니질 퇴적물은 육지쪽 25~40%의 구간에 분포한다. 이 분포 비율은 센다이 해안평야의 충적층 속에 묻혀있는 과거 거대 쓰나미 때의 퇴적물 분포로부터 당시의 내륙쪽 침수한계를 추정하는데 활용될 수 있을 것으로 보인다. 센다이 해안평야 지역에서는 표고가 낮고 저평한 지형조건이, 그리고 리아스식 해안인 산리쿠 해안지역에서는 좁은 만입부에서의 쓰나미 증고 현상이 쓰나미 재해를 크게 증대시킨 요인으로 작용하였다. 이시노마키, 오가와, 오가치, 오나가와 등 동북 일본 해안지역의 여러 곳에서 이번의 대지진으로 인한 지각변동으로 0.5~1.0m정도의 지반침강이 일어났음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권2호
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• pp.84-90
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• 2016

신규 센서의 성능과 노후화된 센서의 성능 평가를 하는 것은 지진 감시 및 지진연구에 있어서 매우 중요하다고 할 수 있다. 특히 센서 주파수 응답은 지진자료의 보정을 위해서 필수적으로 사용되고 있다. 이 연구에서는 주파수 스펙트럼비를 이용한 지진 기록계의 보정 방법과 시간영역 대역통과필터(bandpass filter)와 힐버트(Hilbert) 변환을 이용한 지진계 주파수 응답을 계산하는 방법을 제시하고자 하였다. 실내 진동대 실험에서 가속도 센서(CMG-5T 1g, 2g 센서)를 설치하고 제안된 방법으로 센서 주파수 응답스펙트럼을 구하였을 때 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 또한 2011년 도호쿠 대지진에 대하여 서울대학교 관측소(SNU)의 STS-2와 ES-T에서 얻어진 자료에 대하여 제안된 방법을 적용한 결과 STS-2 광대역 센서의 저주파수 대역에 대한 주파수 응답을 얻을 수 있었다. 대역통과필터와 힐버트 변환 방법을 이용할 경우, 주파수 스펙트럼비를 이용한 방법보다 신호대 잡음이 낮은 부분에서도 명확한 주파수 응답스펙트럼을 보여주었다.

• 한국측량학회지
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• 제30권5호
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• pp.477-484
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• 2012

최근 전세계적으로 지진의 발생빈도가 증가하면서 지각변동과 재해탐지에 대한 중요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 2011년 3월 발생한 도호쿠 지진에 의한 변위 해석과 지진 전 후 일본 지역 및 주변 유라시아, 태평양, 북아메리카 및 필리핀 지각판에 위치한 IGS 상시관측소의 GPS 관측자료를 정밀절대측위로 처리하여 상시관측소의 정밀위치해석을 통해 지진으로 인한 변위 및 지진 전 후 지각변동 특성을 파악하고자 한다. 일본 및 아시아 지역의 IGS 상시관측소를 대상으로 지진 발생 전 후의 관측자료를 정밀절대측위로 처리하여 일본 지역의 지진변위를 분석함으로써 진앙지 가장 가까운 MIZU에서 최대의 변위가 발생하였고, 진앙지와의 거리에 반비례하는 지진 영향권을 파악할 수 있었다. 또한 일본지역 주변 4개 지각판에 위치한 IGS 상시관측소의 정밀위치해석을 통해 지진 전 후 지각변동 속도의 변화를 산출하였다. 지각판 거동모델과의 비교를 통해 지진으로 인한 지각변동 변화를 분석하여 일본지역 주변의 지각변동 특성을 파악할 수 있었다. 향후, 지진예측 및 지각변동 연구를 위해 GPS를 이용한 지속적인 지각변동 모니터링이 필요하며, GPS를 이용한 지속적인 지각변동 모니터링을 통해 축적된 자료는 지각변동 및 지진예측 등 관련분야 연구와 함께 지진재해관리에 기여할 것이다.

• 한국측량학회지
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• 제30권1호
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• pp.87-96
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• 2012

2011년 3월 11일 일본 동북부 태평양 연안지역 해저를 진앙으로 하는 규모 9.0의 도호쿠 대지진이 발생하였다. 이 지진은 역사상 4번째 규모의 지진으로 대형 쓰나미를 동반하여 많은 인명 및 재산피해를 유발하였다. 또한 미국 지질조사국에 따르면 지진이후 일본 동북부 지역이 약 2.4m 가량 이동된 것으로 보이며, 이에 따라 한반도 역시 지진의 영향권에 들었을 가능성이 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 국토지리정보원에서 운영중인 상시관측소 관측데이터를 이용하여 일본지진에 의한 우리나라 지각의 변위를 산출하고 결과를 분석하였다. Bernese V5.0을 사용하였으며, 지진 발생 전 후의 기선해석과 지진 발생 당시의 이동측위를 수행하였다. 기선해석을 통한 자료처리 시 효과적인 지각변동 확인을 위하여 두 가지 시나리오를 이용하였다. 첫 번째 시나리오로 진앙과 거리가 멀어 비교적 안정적이라고 판단되는 중국, 몽골, 러시아의 IGS 상시관측소를 고정하여 기선해석을 수행하였으며, 두 번째로는 우리나라 국가 기준점인 수원 관측소를 고정하여 기선해석을 실시하였다. 그 결과 일본 지진 이후, 한반도 지각이 대부분 동쪽방향으로 1.2cm에서 5.6cm 수준으로 이동한 것을 확인할 수 있었다. 특히 본 연구에서 대상으로 한 상시관측소 중 지진의 진앙과 가까운 독도, 울릉도 지역에서 가장 큰 변위가 나타났으며, 진앙으로부터 거리가 먼 제주의 지각이동이 가장 적은 것을 확인할 수 있었다. 또한 이동측위 결과 지진 발생으로부터 약간의 시간 경과 후 우리나라 상시관측소에 신호가 감지되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권1호
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• pp.165-175
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• 2022

지진은 지각내 단층운동과 함께 수십억 년 전부터 발생하여 왔다. 1960년대부터는 미국에서는 지진과 지하수위의 연관성 연구를 본격적으로 시작하였으나, 국내에서는 2010년 경부터 지진과 지하수위 및 수리지화학적 연관성에 대한 연구를 시작하였다. 본 연구에서는 국내학자들이 과거부터 2021년까지 연도별로 지진과 지하수의 관련성을 연구한 논문을 Web of Science에서 검색하고, 분야별(지하수위, 수리지화학, 지하수위와 수리지화학 병행, 그 외 분야) 연구 특성을 검토하였다. 국내학술지에 게재된 지진과 지하수 관련성 연구 논문을 보면, 연도별 논문 편수는 2011년에 동일본 대지진, 2016년에 경주지진, 2017년에 포항지진과 발생과 관련되며, 이에 따라 2011년, 2018년, 2019년, 2020년에 국내 및 국제학술지 게재 논문수가 증가하였다. 대부분의 지하수위와 지진의 관련성 연구는 지진과 동시기의 지하수위 변화에 관한 연구이며, 지진 전조와 관련한 연구는 거의 없다. 지하수위 관측자료와 함께 여러가지 수리지화학적 정보와 미생물은 지진에 의한 기반암내 지하수의 유동과 화학적인 반응을 보다 상세하게 이해하는데 도움을 줄 수 있다. 지진감시 및 예측을 위해서는 지진감시를 위한 지하수관측공 네트워크를 전국적으로 구축할 필요가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.662-671
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• 2020

GNSS 상시관측소 고시좌표는 측지기준점으로써의 중요성과 다양한 위성측위 응용 분야의 활용성을 고려할 때 최고의 정확도와 최신성을 갖도록 관리해야 한다. 특히, 지진 등에 따른 지각 변위는 그 크기에 해당하는 만큼 기존 성과에 편의를 유발함으로, 그 영향이 목표 정확도를 초과할 때에는 신속히 새로운 기준 좌표를 산정·제공하는 등 적절한 조치가 필요하다. 본 논문에서는 GNSS 상시관측소 데이터 자동처리 시스템과 연계 구현할 수 있는 칼만 필터에 기반 좌표 시계열의 편의검출 절차와 방법을 연구하였다. 이를 통해 필터 이노베이션과 재추정 시계열에 적용할 수 있는 통계 검정 기법을 구현한 후 과학기술용 GNSS 소프트웨어에 의해 추정한 국내 14개소 상시관측소 2010년~2011년 시계열에 적용해 그 성능과 특징을 파악하였다. 그 결과 통계검정의 오류와 신뢰성을 고려할 때 필터링 시계열에 대한 CUSUM(Cumulative Sum) 검사는 지진 등에 따른 잔류편의 그리고 이노베이션에 대한 광역검정은 특정 에포크에서 발생하는 돌출오차 검출에 효과적인 것으로 분석되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.386-393
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• 2013

2011년 일본동북지방 대지진 이후, 규모 9.0의 토카이, 토난카이 및 난카이 대규모 지진이 일본 서부의 태평양 해안을 내습할 수 있다는 주장이 제기되고 있다. 본 연구에서는 태평양 해안과 일본의 주요 3대 만인 도쿄만과 이세만 그리고 오사카만에서 규모 9.0의 토카이, 토난카이 및 난카이 대규모 지진에 의해 발생하는 지진해일의 전파 특성을 수치적으로 검토하였다. 본 연구에서 수행된 수치해석결과 M9.0의 지진에 의해 발생하는 태평양 해안에서의 지진해일 높이는 M8.7의 지진에 비해 그 크기가 약 2배에 달하며 지진원으로부터 떨어진 일부 지역에서는 빠른 지진해일의 도달시간을 확인하였다. 또한, 페쇄된 만의 영향에 의해 오랜 시간 동안 만내에서 고수위가 지속됨을 알 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권2호
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• pp.644-654
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• 2024

After the Tohoku earthquake and tsunami (Japan, 2011), regulatory efforts to mitigate external hazards have increased both the safety requirements and the total capital cost of nuclear power plants (NPPs). In these circumstances, identifying not only disaster robustness but also cost-effective capacity setting of NPPs has become one of the most important tasks for the nuclear power industry. A few studies have been performed to relocate the seismic capacity of NPPs, yet the effects of multiple hazards have not been accounted for in NPP capacity optimization. The major challenges in extending this problem to the multihazard dimension are (1) the high computational costs for both multihazard risk quantification and system-level optimization and (2) the lack of capital cost databases of NPPs. To resolve these issues, this paper proposes an effective method that identifies the optimal multihazard capacity of NPPs using a multi-objective genetic algorithm and the two-stage direct quantification of fault trees using Monte Carlo simulation method, called the two-stage DQFM. Also, a capacity-based indirect capital cost measure is proposed. Such a proposed method enables NPP to achieve safety and cost-effectiveness against multi-hazard simultaneously within the computationally efficient platform. The proposed multihazard capacity optimization framework is demonstrated and tested with an earthquake-tsunami example.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제8권2호
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• pp.69-77
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• 2019

This study introduces MATLAB Graphical User Interface (GUI)-based software to monitor ionospheric disturbances. This software detects ionospheric disturbances using Global Positioning System (GPS) and Global Navigation Satellite System (GLONASS) measurements, and estimates a location of the disturbance source through the detected disturbance. In addition, this software includes a sky plot making function and frequency analysis function through wavelet transform. To evaluate the performance of the developed software, data of 2011 Tohoku earthquake in Japan were analyzed by using the software. The analysis results verified that the ionospheric disturbances were detected through GPS and GLONASS measurements, and the location of the disturbance source was estimated through the detected disturbance.