• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.39-46
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• 2016

터널구조물의 안정성 최종평가는 굴착완료 후 현장계측을 수행하여 계측값의 수렴 여부를 통해 판단하는 것이 일반적 평가 기준이다. 본 연구에서는 굴착하는 터널 주변 지반조건이 불량하여 터널 안정성 확보를 위한 보강을 적용한 후 국부적으로 보강구간에서 추가적인 붕락 또는 과다변위가 발생한 터널현장시공 사례의 해석적 방법과 상관성을 분석하였다. 추가 붕락터널에서 붕락유형을 조사해 보면 대부분 천단부 붕락이 발생하고 붕락된 구간에 대한 지질적인 조건을 분석해보면 천단부에서 지표부 인근까지 연장되어 존재하는 단층파쇄대가 존재하는 경우와 상관성이 있는 것으로 분석되었다. 이와같이 단층파쇄대와 같은 지반조건이 터널 천단부에서 지표부 인근까지 연장성을 가지는 경우에는 기존 수치해석적 방법으로 예측한 거동보다 더 큰 거동을 하는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권9호
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• pp.45-52
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• 2022

암반내 불연속면이나 지반-구조물의 접촉면은 열-수리-역학적으로 연계된 거동 특성을 보이므로, 온전한 지배방정식에 근거한 경계면 요소의 개발이 필요하다. 본 논문은 경계면 요소에 대한 힘평형 방정식, 유체의 연속방정식 그리고 에너지 평형 방정식을 유도하였다. 그리고 경계면 요소에 대한 탄소성 역학 모델의 강성행렬을 제시하였다. 개발된 유한요소는 2차원 조건에서 변위는 6절점, 수압과 온도는 4절점을 사용한다. 단층내 유체 주입에 대한 완전연계된 THM 해석은 단층내의 유효응력 감소와 주위 암반의 온도 수축에 의한 주입압의 복합적인 변화을 모델링 할수 있었다. 하지만, 열적 현상을 무시한 HM해석은 수리-역학적 변수를 과다하게 산정하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권1호
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• pp.27-44
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• 2020

This work presents a comparison of three performance-based seismic design methods (PBSD) as applied to plane steel frames having eccentric braces (EBFs) and buckling restrained braces (BRBFs). The first method uses equivalent modal damping ratios (ξ_k), referring to an equivalent multi-degree-of-freedom (MDOF) linear system, which retains the mass, the elastic stiffness and responds in the same way as the original non-linear MDOF system. The second method employs modal strength reduction factors (${\bar{q}}_k$) resulting from the corresponding modal damping ratios. Contrary to the behavior factors of code based design methods, both ξ_k and ${\bar{q}}_k$ account for the first few modes of significance and incorporate target deformation metrics like inter-storey drift ratio (IDR) and local ductility as well as structural characteristics like structural natural period, and soil types. Explicit empirical expressions of ξ_k and ${\bar{q}}_k$, recently presented by the present authors elsewhere, are also provided here for reasons of completeness and easy reference. The third method, developed here by the authors, is based on a hybrid force/displacement (HFD) seismic design scheme, since it combines the force-base design (FBD) method with the displacement-based design (DBD) method. According to this method, seismic design is accomplished by using a behavior factor (q_h), empirically expressed in terms of the global ductility of the frame, which takes into account both non-structural and structural deformation metrics. These expressions for q_h are obtained through extensive parametric studies involving non-linear dynamic analysis (NLDA) of 98 frames, subjected to 100 far-fault ground motions that correspond to four soil types of Eurocode 8. Furthermore, these factors can be used in conjunction with an elastic acceleration design spectrum for seismic design purposes. Finally, a comparison among the above three seismic design methods and the Eurocode 8 method is conducted with the aid of non-linear dynamic analyses via representative numerical examples, involving plane steel EBFs and BRBFs.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권1호
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• pp.65-80
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• 2020

In order to protect a structure over its full life cycle, a novel tuned mass damper (TMD), the so-called semi-active eddy current pendulum tuned mass damper (SAEC-PTMD), which can retune its frequency and damping ratio in real-time, is proposed in this study. The structural instantaneous frequency is identified through a Hilbert-Huang transformation (HHT), and the SAEC-PTMD pendulum is adjusted through an HHT-based control algorithm. The eddy current damping parameters are discussed, and the relationship between effective damping coefficients and air gaps is fitted through a polynomial function. The semi-active eddy current damping can be adjusted in real-time by adjusting the air gap based on the linear-quadratic-Gaussian (LQG)-based control algorithm. To verify the vibration control effect of the SAEC-PTMD, an idealized linear primary structure equipped with an SAEC-PTMD excited by harmonic excitations and near-fault pulse-like earthquake excitations is proposed as one of the two case studies. Under strong earthquakes, structures may go into the nonlinear state, while the Bouc-Wen model has a wild application in simulating the hysteretic characteristic. Therefore, in the other case study, a nonlinear primary structure based on the Bouc-Wen model is proposed. An optimal passive TMD is used for comparison and the detuning effect, which results from the cumulative damage to primary structures, is considered. The maximum and root-mean-square (RMS) values of structural acceleration and displacement time history response, structural acceleration, and displacement response spectra are used as evaluation indices. Power analyses for one earthquake excitation are presented as an example to further study the energy dissipation effect of an SAECPTMD. The results indicate that an SAEC-PTMD performs better than an optimized passive TMD, both before and after damage occurs to the primary structure.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.1161-1167
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• 2016

본 연구에서는 대단면 고속철도 시공중 단층파쇄대 구간과 조우시 터널의 안정성 확보를 위해 보조 및 보강공법을 적용했음에도 불구하고 추가적인 지반이완과 원지반 지지력 부족에 따른 터널 전체의 안정성 저감 및 과다변위가 발생한 시공사례를 분석하였다. 그리고, 이러한 터널굴착 중 단층파쇄대 구간 통과시 현장계측분석을 통하여 터널지보패턴의 적정성 및 우각부 보강(레그파일) 효과를 현장계측결과와 비교분석하여 평가하였다. 또한, 우각부보강 시공조건(레그파일 각도 및 길이에 대한 영향)에 따른 보강효과를 수치해석적으로 검토하여 현장적용시 최적의 보강조건을 분석한 결과 단층대 구간에서의 우각부 적용조건은 상반바닥면 수직에 가까운 방향으로 설치할 경우 변위제어에 가장 효과적이고, 시공성 및 경제성 고려 레그파일의 적용조건은 45도 각도 이내로 설치하고 하반굴착 바닥면 까지인 6m의 길이를 적용하는 것이 터널주변지반 이완하중의 분산 전달 및 측방변형 억제에 가장 효과적인 유리한 조건으로 확인되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_4호
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• pp.1489-1501
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• 2018

2016년 일본 구마모토 현에서는 규모 6.5, 6.4의 전진과 7.3의 본진, 그리고 2,000회 이상의 여진이 연속적으로 발생하였다. 이 지진에 의하여 큰 지표변위가 발생하였으며, 지진에 의하여 발생한 단층의 구조에 관한 연구를 위하여 3차원 지표변위 관측치가 제시된 바 있다(Baek, 2017). 그 관측치는 ALOS PALSAR-2 두 쌍의 상향궤도 위성레이더 간섭쌍(20160211_20160602, 20151119_20160616)과 한 쌍의 하향궤도 위성레이더 간섭쌍(20160307_20160418)을 활용하였다. 특히 상향궤도 간섭쌍의 다중개구간섭영상에서 존재하는 이온층 효과에 의하여 여진에 의한 지표변위가 포함되지 않은 하향궤도 다중개구간섭영상만을 활용하였다. 이 때문에 남북방향의 변위를 추출하는 데에 약 2달의 시간적 불일치가 존재하였다. 본 연구에서는 이러한 불일치를 저감하고 보다 정확한 단층 거동을 파악하기 위하여 상향궤도 다중개구간섭영상에 대하여 방향필터 기반 이온층 오차 저감 기법을 적용하였다. 이온층 보정 결과 여진에 의한 지표변위로 판단되는 변위 신호가 추가적으로 관측되었다. GPS 상시관측소의 지표변위 관측결과와 비교하였을 때 이온층 보정이후 9.87, 8.13 cm의 관측정밀도를 나타냈다. 이는 두 간섭쌍에 대하여 각각 기존 결과보다 4.8배, 6.4배 향상된 결과이다. 이와 같은 관측 결과는 2016 구마모토 지진을 야기한 단층의 보다 정확한 거동을 제시하는 데에 활용될 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.141-155
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• 2023

전기비저항을 이용한 모니터링 기술은 비파괴적으로 데이터 수집이 가능하여, 터널 및 지하구조물의 건전도 평가를 목적으로 활발히 활용되고 있다. 터널 시공에서 단층파쇄대와 같은 취약 구간은 지반의 변위 발생 및 응력 변화 등의 문제를 일으킨다. 따라서 터널 구조물의 역학적 안정성 확보를 위해 단층파쇄대 구간의 절리 상태 예측이 필요하다. 절리의 크기 및 충진물의 공극률 모니터링은 암반의 절리 상태 예측을 위해 필수적이다. 하지만 기존 연구에서는 자연상태의 암반절리 내 입자 크기의 다양성을 고려하지 못한 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 암반절리 상태 충진물의 조립토 입자혼합상태에 따른 전기비저항 실험을 수행하였다. 실험 결과, 동일한 공극률 조건에서 충진물의 크기가 작을수록 전기비저항 값이 증가하는 경향성을 확인하였다. 본 연구결과는 터널 구간 내 암반절리 내 조립토 충진물을 포함하고 있는 지반의 전방 예측 및 거동 평가를 위한 전기비저항 기초자료로 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제22권2호
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• pp.91-102
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• 1989

The gravity measurement has been conducted at 61 stations with an interval of about 500 to 1,000 m along two survey lines of about 47 Km between $Chungju-Jech{\check{o}}n$ and $Salmi-D{\check{o}}cksanmy{\check{o}}n$ in order to study on the subsurface geologic structure and structural relation between $Okch{\check{o}}n$ Group and Great Limestone Group of $Chos{\check{o}}n$ Supergroup. The Bouger gravity anomalies were obtained from the reduction of the field observations, and the distribution patterns of the basement and subsurface geologic structure were interpreted by means of the Fourier-Series and Talwani method for two-dimensional body. The depth of Conrad discontinuity varies from 12.7 Km to 15.7 Km, and vertical displacements along the Osanri and Bonghwajae faults are 1.0 Km and 1.5 Km, respectively between Chungju and $Jech{\check{o}}n$. The depth of Conrad discontinuity varies from 13.8 Km to 15.4 Km, and vertical displacement along the Bonghwajae fault is 0.5 Km between Salmi and $D{\check{o}}cksanmyon$. The basement is widely exposed at several places between Chungju and $Jech{\check{o}}n$. In the unexposed area between Osanri and $W{\check{o}}lgulri$, its depth is from 1.5 Km to 2.1 Km. It is displaced downward along the Osanri and Bonghwajae faults by 0.8 Km and 0.6 Km, respectively, and is displaced upward along the Dangdusan fault by 1.6 Km. On the other hand, the depth of the basement varies abruptly by the Sindangri, Jungwon, Kounri, and Bonghwajae faults between Salmi and $D{\check{o}}cksanmy{\check{o}}n$, and it is from 2.8 Km to 3.2 Km around $Salmimy{\check{o}}n$, from 1.6 Km to 2.5 Km between the Sindangri and Bonghwajae faults, 3.0 Km near Koburangjae, and 2.5 Km at $Doj{\check{o}}nri$. The high Bouguer gravity anomalies are due to the accumulation of $Okch{\check{o}}n$ Group and $Jangs{\check{o}}nri$ Metamorphic Complex whose density is higher than the basement exposed between Sondong and Osanri, and imply the existance of Bonghwajae Metabasite or hornblende gabbro of high density distributed along the Bonghwajae fault in the vicinity of Koburangjae. The low Bouguer gravity anomalies resulted form the fracture zone associated with fault or rock of low density imply the existance of the Osanri, Bonghwajae, Dangdusan faults and $Daed{\check{o}}cksan$ thrust between Chungju and $Jech{\check{o}}n$, the uplift of the basement by the Sindangri, Jungwon, Kounri, and Bonghwajae faults, and extensive distribution of Cretaceous biotite granites between Salmi and $Docksanmy{\check{o}}n$. The thickness of $Okch{\check{o}}n$ metasediments varies from 1.5 Km to 3.2 Km, and that of Great Limestone Group of $Chos{\check{o}}n$ Supergroup from 200 m to 700 m. It is interpreted that $Okch{\check{o}}n$ Group is in contact with Great Limestone Group of $Chos{\check{o}}n$ Supergroup by the fault zones of the Bonghwajae and $Daed{\check{o}}cksan$ faults, and the Bongwhajae fault is a thrust of high angle, by which the east of the basement is displaced downward 0.5 Km between Chungju and lechon, and 1.0 Km between Salmi and $D{\check{o}}cksanmy{\check{o}}n$.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권3호
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• pp.297-307
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• 2017

Evaluation on the sidesway seismic collapse capacity of the widely used low- and medium-height structures is meaningful. These structures with such type of collapse are recognized that behave as inelastic deteriorating single-degree-of-freedom (SDOF) systems. To incorporate the deteriorating effects, the hysteretic loop of the nonlinear SDOF structural model is represented by a tri-linear force-displacement relationship. The concept of collapse capacity spectra are adopted, where the incremental dynamic analysis is performed to check the collapse point and a normalized ground motion intensity measure corresponding to the collapse point is used to define the collapse capacity. With a large amount of earthquake ground motions, a systematic parameter study, i.e., the influences of various ground motion parameters (site condition, magnitude, distance to rupture, and near-fault effect) as well as various structural parameters (damping, ductility, degrading stiffness, pinching behavior, accumulated damage, unloading stiffness, and P-delta effect) on the structural collapse capacity has been performed. The analytical formulas for the collapse capacity spectra considering above influences have been presented so as to quickly predict the structural collapse capacities.

• 자원환경지질
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• 제21권4호
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• pp.335-348
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• 1988

The author aimed to describe the volcano-stratigraphy and petrology of the volcanic mass in the Koheung peninsula, South Cheolla province. The volcanic mass is composed of the volcanics and intrusives of late Cretaceous which extruded the Pre-cambrian metamorphic(Jirisan gneiss complex) and the early Cretaceous sedimentary(Duwon Formation) basement. The volcanic pile consists of, in ascending order, Bibongsan andesite, Koheung tuff and breccia, and Palyeongsan welded tuff, and are intruded by ring intrusives( intrusive breccia, andesite porphyry, intrusive rhyolite and fine-grained quartz-diorite) and central pluton(diorite, quartz monzodiorite, biotite granite and micrographic granite). Bibongsan andesite mainly consists of andesite tuff and lava. Koheung tuff consists of alternation of fine tuff, coarse tuff and lapilli tuff, and Palyeongsan welded tuff which overlies Koheung tuff, comprises K-feldspar and quartz phenocrysts, elongated brown fiamme, lithic fragments in matrix of devitrified brown glass shards, and mainly consists of rhyodacite to rhyolite vitric ash-flow tuff. The results of petrochemical studies of the igneous rocks suggest that the rocks were a serial differentiational products of fractional crystallization of calc-alkaline magma series. This study reveals that the volcanic mass in this area is inferred to the remnant of the resurgent cauldron, measuring 30 by 25 km in diameter. The cauldron block was lowered at least 1,000 m by ring fault displacement.