• Geomechanics and Engineering
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• 제18권6호
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• pp.661-668
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• 2019

Seismic vulnerability assessment is a useful tool for rational safety analysis and planning of large and complex structural systems; it can deal with the effects of uncertainties on the performance of significant structural systems. In this study, an efficient dynamic reliability approach, probability density evolution methodology (PDEM), is proposed for seismic vulnerability analysis of earth dams. The PDEM provides the failure probability of different limit states for various levels of ground motion intensity as well as the mean value, standard deviation and probability density function of the performance metric of the earth dam. Combining the seismic reliability with three different performance levels related to the displacement of the earth dam, the seismic fragility curves are constructed without them being limited to a specific functional form. Furthermore, considering the seismic fragility analysis is a significant procedure in the seismic probabilistic risk assessment of structures, the seismic vulnerability results obtained by the dynamic reliability approach are combined with the results of probabilistic seismic hazard and seismic loss analysis to present and address the PDEM-based seismic probabilistic risk assessment framework by a simulated case study of an earth dam.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권10호
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• pp.853-865
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• 2014

수문학적 댐 위험도 분석은 복잡한 수문분석과 연계되어 있으며, 기본적으로 수문분석 과정과 모형에 사용되는 입력자료에 대한 불확실성을 평가하는 과정이 필요하다. 그러나 체계적인 불확실성 분석 과정을 통한 댐 위험도 분석 절차에 대한 연구는 상대적으로 적은편이다. 이러한 점에서 본 연구에서는 기존 연구에 대해서 2가지 주요 개선점을 도출하여 댐 위험도 분석에 활용하였다. 첫째, 강우 분석시 매개변수의 불확실성 분석이 가능한 Bayesian 모형 기반의 지역빈도해석 절차를 수립하였다. 둘째, 강우-유출 모형 매개변수의 사후분포를 정량적으로 추정하기 위하여 Bayesian 모형과 연계한 HEC-1모형을도입하였다. 도출된 유입 시나리오를 댐의 수위로 환산하기 위하여 기존 저수지 운영기준에 근거하여 저수지 추적을 수행하였으며, 최종적으로 실행함수를 통하여 수문학적 위험도를 추정하였다. 실제 댐에 대해서 모형의 적합성을 평가하였으며, 초기수위 가정에 따른 수문학적 위험도에 민감도를 평가하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권10호
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• pp.835-841
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• 2022

댐 저수지 수위는 댐 운영에 있어서 핵심적인 수문자료라고 할 수 있다. 댐 저수위를 이용하여 저수량을 산정하기도 하고 가뭄 및 홍수 등 재해에 대비하기도 한다. 그러나 저수위는 댐 부근에서만 계측되어 넓은 면적을 가지는 저수지를 대표하기 어렵고 댐 부근은 방류 등의 영향으로 수면이 왜곡될 가능성이 높다. 또한 조사 결과 저수지 수면은 일정하지 않고 불규칙하며 구간별로 하강과 상승을 반복하는 것으로 나타났다. 이렇게 복잡하고 불규칙한 지수지의 대표 저수위 산정을 위해서 저수지 수위 관측밀도를 높여야 하며 본 연구에서는 화천댐에 대하여 최적의 수위 관측밀도를 도출하고자 하였다. 종방향으로 조사된 저수지 수면 표고를 통계분석하여 저수위 계측 적정 개소수를 도출하였다. 저수지 규모 별로 관측 밀도가 다르게 나타날 수 있어 괴산댐과 보성강댐에 대해서 같은 분석을 실시하였다. 그 결과 화천댐은 4개소, 괴산댐은 3개소, 보성강댐은 7개소의 관측밀도가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2003년도 학술발표논문집
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• pp.523-526
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• 2003

This study is to test the applicability of SLURP (Semi-distributed Land Use-based runoff Process) model that is a semi-distributed, continuous hydrologic model developed by Kite (1997). The Soyanggang-dam watershed ($2,694km^2$) was selected. The DEM, land-cover map, monthly NDVI from NOAA/AVHRR and daily meteorological data of 2001 were prepared. By using the parameter optimization technique, SCE-UA (Shuffled Complex Evolution-University of Arizona), the model was calibrated and the Nash-Sutcliffe efficiency was 0.73.

• Spatial Information Research
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• 제9권1호
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• pp.125-135
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• 2001

집중호우로 인한 산사태, 낙석, 지반침하 등으로 인한 지반붕괴로 인명 및 재산 피해가 계속되고 있으며, 이러한 특히 댐, 교량, 도로, 터널, 공단 등 국가 주요 시설물에 대한 피해가 우려되고 있다. 따라서 이러한 지역에 대한 지반 안정성 평가가 우선적으로 이루어져야 하고 이러한 평가에 근거에 대책마련을 해야한다. 본 연구에서는 기존의 산사태 취약성 분석 및 검증 결과를 이용하여 주요 시설물인 전국 40개 댐 주변지역에 대해 지형, 지질, 토양, 임상, 토지 이용, 확률강우량도, 인공위성 영상 등 공간자료를 수집, 공간 DB로 구축하였다. 그리고 구축된 공간 DB를 검색 및 안정성 분석을 할 수 있는 공간 정보시스템을 개발하였다. 이 시스템은 ArcView 3.2의 스크립트 언어인 Avenue를 이용하여 개발되었고 풀다운 메뉴 및 아이콘 메뉴방식을 사용하여 사용하기 쉽게 개발되었다. 개발된 시스템의 활용성을 검증하기 위해 안동댐 주변 지역의 광역적 지반 안정성 평가를 실시하였다. 구축된 DB 및 개발된 시스템은 광역적 지반 안정성 평가 및 관리에 활용될 수 있으며, 지반 안정성 평가 결과는 댐 등 주요 시설물의 지반 안정성을 평가함으로서 재해예방 및 지반관리에 기초자료로 활용될 수 있다.

• Computers and Concrete
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• 제15권1호
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• pp.103-126
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• 2015

Thermal effects are significant loads for assessing concrete dam behaviour during operation. A new methodology to estimate thermal loads on concrete dams taking into account processes which were previously unconsidered, such as: the evaporative cooling, the night radiating cooling or the shades, has been recently reported. The application of this novel approach in combination with a three-dimensional finite element method to solve the heat diffusion equation led to a precise characterization of the thermal field inside the dam. However, that approach may be computationally expensive. This paper proposes the use of a new one-dimensional model based on an explicit finite difference scheme which is improved by means of the reported methodology for computing the heat fluxes through the dam faces. The improved model has been applied to a case study where observations from 21 concrete thermometers and data of climatic variables were available. The results are compared with those from: (a) the original one-dimensional finite difference model, (b) the Stucky-Derron classical one-dimensional analytical solution, and (c) a three-dimensional finite element method. The results of the improved model match well with the observed temperatures, in addition they are similar to those obtained with (c) except in the vicinity of the abutments, although this later is a considerably more complex methodology. The improved model have a better performance than the models (a) and (b), whose results present larger error and bias when compared with the recorded data.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.75-82
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• 2008

댐의 수문 제어는 유입량이 변하는 동안 이루어지는 복잡하고 비선형적인 제어이다. 이 논문에서는 퍼지 추론 기법을 이용하여 유입량이 변하는 동안의 수문을 효과적으로 제어하기 위한 방법을 제안하였다. 특히 단순히 수문 제어에만 머물지 않고 가뭄 때를 대비하여 적정 수위를 유지할 수 있도록 하는 기능과, 하류 지역을 범람을 예방하기 위하여 방류량을 제어할 수 있도록 하는 기능을 보완하였다. 이를 위하여 일반적으로 사용되는 정적인 퍼지 함수를 이용하지 않고 상황에 따라 함수 값이 변하는 동적 퍼지 추론 기법과 방류량 제어를 위한 퍼지 규칙을 함께 적용함으로써 방류량을 제한할 수 있도록 하는 기법을 제안하였다. 제안한 기법을 이용하여 시뮬레이션 실험을 실시한 결과 수문 제어 기능뿐만 아니라 사용자가 지정한 적정 수위를 유지하고 정해진 방류량을 넘지 않도록 하는 방식으로 댐 수문 제어가 이루어짐을 확인할 수 있었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2002년도 정기총회 및 제4회 특별심포지움
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• pp.85-100
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• 2002

본 논문의 주요 내용은 텔레뷰어와 탄성파 토모그래피에 바탕을 둔 하나의 물리탐사 병합 기술에 의해 연안 매립지 조성을 위해 착수되는 사석댐의 하부구조를 고분해능으로 규명하는 데 있다. 해성점토 위에 투하된 사석은 그 하중에 의해 침하되어 하나의 사석층을 이루게 되며 그 침하 심도는 해성점토의 두께 등 여러 가지 요인에 의해 달리하고 있다. 여기서 관심의 초점은 무엇보다 사석량 산출을 위해 필요한 사석층 경계면이다. 그런데, 조사의 정확도를 기대 수준으로 끌어올리기 위해 상기 두 기법 본연 (상용되는)의 기능만으로는 거의 불가능하다고 할 수 있다. 여기에는 각 기법의 고유 기능을 바탕으로 그에 따른 새로운 측정 및 분석기법 개발이 불가피하다. 본 논문에는 우선 이에 대한 적절한 측정 기법을 소개하고 있으며 나아가서 사석층 경계면 판단을 위한 다양한 분석 기법을 제시하고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.73-83
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• 2006

댐 안정성 평가를 위하여 불포화 이론을 이용한 침투해석 기법이 널리 사용되고 있으나 지반의 불포화 거동에 대한 인식 부족과 실험절차의 번거로움으로 인하여 입력 물성치에 대한 체계적인 실험과 평가가 일반화되지 못하고 있는 실정이다. 지반의 불포화 수리특성은 변동성과 불확실성을 내포하고 있으며, 이는 침투수량 및 간극수압 분포 등 댐체 및 제방의 침투거동에 영향을 미친다. 본 연구에서는 댐의 심벽재료에 대한 함수특성곡선과 투수계수를 구하는 실내실험을 수행하였다. 그리고, 불포화수리특성이 댐체의 침투 거동에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 입력물성의 확률론적 분포를 고려한 수치해석을 수행하였다. 해석결과 Fredlund와 Xing 함수특성곡선식과 Campbell의 투수계 수식에서 변수 a와 n은 값이 클수록, n과 p는 값이 작을수록 정상상태에서의 침투수량이 많았다.

• Smart Structures and Systems
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• 제32권5호
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• pp.319-338
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• 2023

The study presents a new hybrid data-driven method by combining radial basis functions neural networks (RBF-NN) with the Jaya algorithm (JA) to provide effective structural health monitoring of arch dams. The novelty of this approach lies in that only one user-defined parameter is required and thus can increase its effectiveness and efficiency, as compared to other machine learning techniques that often require processing a large amount of training and testing model parameters and hyper-parameters, with high time-consuming. This approach seeks rapid damage detection in arch dams under dynamic conditions, to prevent potential disasters, by utilizing the RBF-NNN to seamlessly integrate the dynamic elastic modulus (DEM) and modal parameters (such as natural frequency and mode shape) as damage indicators. To determine the dynamic characteristics of the arch dam, the JA sequentially optimizes an objective function rooted in vibration-based data sets. Two case studies of hyperbolic concrete arch dams were carefully designed using finite element simulation to demonstrate the effectiveness of the RBF-NN model, in conjunction with the Jaya algorithm. The testing results demonstrated that the proposed methods could exhibit significant computational time-savings, while effectively detecting damage in arch dam structures with complex nonlinearities. Furthermore, despite training data contaminated with a high level of noise, the RBF-NN and JA fusion remained the robustness, with high accuracy.