• 지질공학
• /
• 제19권1호
• /
• pp.15-23
• /
• 2009

지진 시 지반 운동의 증폭과 관련되는 부지 효과는 지하 토사 조건 및 지질 구조에 따라 매우 큰 영향을 받는다. 본 연구에서는 국내 홍성 지역을 대상으로 시추 조사와 현장 탄성파 시험을 포함한 현장 조사 및 지표 부근 지질 정보를 획득하기 위한 부지 답사를 통해 부지 효과를 확인하였다. 홍성 지역은 1978년 계기 지진이 발생한 지역으로서 기반암 상부에 최대 45 m 두께의 풍화 지층이 분포한다. GIS 기법 기반의 지반 정보 시스템을 연구 대상 지역의 공간 지층 구조를 효율적으로 확인하기 위하여 구축하였으며, 이로부터 홍성 지역이 얕고 넓은 분지 형상임을 확인하였다. 홍성 지역의 부지 지진 응답을 평가하기 위하여 대표 단면에 대한 이차원 유한 요소 해석을 수행하였다. 도출된 지진 응답 결과로부터 지반 운동이 기반암 상부 토사층을 톰해 전단파가 전파되면서 증폭되고 분지 형상에 따른 전단파의 상호 작용으로 생성된 표면파로 인해 분지 경계 부근 진동 지속 시간이 증가됨을 확인하였다. 뿐만 아니라, 분지 내의 선정된 토사 부지들에 대해서 추가적인 일차원 유한 요소 지진 응답 해석을 수행하였으며, 본 연구 대상 분지가 매우 얕고 넓음에 따라 분지 경계 부근을 제외하고는 분지 내 대부분의 위치에서 이차원 지진 응답과 유사한 결과를 보였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제53권3호
• /
• pp.967-973
• /
• 2021

In 2011, an earthquake and subsequent tsunami hit the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant, causing simultaneous accidents in several reactors. This accident shows us that if there are several reactors on site, the seismic risk to multiple units is important to consider, in addition to that to single units in isolation. When a seismic event occurs, a seismic-failure correlation exists between the nuclear power plant's structures, systems, and components (SSCs) due to their seismic-response and seismic-capacity correlations. Therefore, it is necessary to evaluate the multi-unit seismic risk by considering the SSCs' seismic-failure-correlation effect. In this study, a methodology is proposed to obtain the seismic-response-correlation coefficient between SSCs to calculate the risk to multi-unit facilities. This coefficient is calculated from a probabilistic multi-unit seismic-response analysis. The seismic-response and seismic-failure-correlation coefficients of the emergency diesel generators installed within the units are successfully derived via the proposed method. In addition, the distribution of the seismic-response-correlation coefficient was observed as a function of the distance between SSCs of various dynamic characteristics. It is demonstrated that the proposed methodology can reasonably derive the seismic-response-correlation coefficient between SSCs, which is the input data for multi-unit seismic probabilistic safety assessment.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제65권6호
• /
• pp.771-784
• /
• 2018

This study aims to investigate the stochastic response of isolated and non-isolated highway bridges subjected to spatially varying earthquake ground motion model. This model includes wave passage, incoherence and site response effects. The wave passage effect is examined by using various wave velocities. The incoherency effect is investigated by considering the Harichandran and Vanmarcke coherency model. The site response effect is considered by selecting homogeneous firm, medium and soft soil types where the bridge supports are constructed. The ground motion is described by power spectral density function and applied to each support point. Triple concave friction pendulum (TCFP) bearing which is more effective than other seismic isolation systems is used for seismic isolation. To implement seismic isolation procedure, TCFP bearing devices are placed at each of the support points of the deck. In the analysis, the bridge selected is a five-span featuring cast-in-place concrete box girder superstructure supported on reinforced concrete columns. Foundation supported highway bridge is regarded as three regions and compared its different situation in the stochastic analysis. The stochastic analyses results show that spatially varying ground motion has important effects on the stochastic response of the isolated and non-isolated bridges as long span structures.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제9권4호
• /
• pp.29-42
• /
• 2005

서울의 두 평야 지역 4km${\times}$4km에 대한 부지 고유의 지진 응답 특성 평가를 위하여 대상 지역내 총 350개의 시추 자료를 활용하였다. 국내 내륙 지역의 공내 탄성파 시험의 자료와 시주 자료를 이용하여 $N-V_s$ 상관관계를 도출하고, 이를 토대로 선정된 350 시추 위치에서의 깊이별 전단파 속도(Vs) 분포를 결정하여 등가선형 기법의 부지 응답 해석을 수행하였다. 현행 지반 분류 기준인 심도 30m까지의 평균 Vs (Vs30)는 대상 지역 내에서 250${\~}$550 m/s의 분포를 보였고, 그에 따라 대부분의 부지가 지반 분류 C와 D로 분류되었다. 서울 평야 지역의 부지 고유 주기는 국내 지반 증폭 계수의 근간인 미국 서부 지역에 비해 매우 작은 0.1${\~}$0.4초의 분포를 보였다. 비록 몇몇 부지에서 토사 층 내에 연약한 지층이 존재함에 따라 기저 고립 효과가 발생하여 현행 단주기 증폭 계수가 지반 운동을 과대평가하기도 하지만, 미국 서부 지역과의 지반 조건 차이로 인해 전반적으로 서울 평야 지역에서는 현행 국내 내진 설계 기준의 단주기(0.1${\~}$0.5초) 증폭 계수(Fa)는 지반 운동을 과소평가하고 중장주기(0.4${\~}$2.0초) 증폭 계수(Fv)는 지반 운동을 과대평가하고 있다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제22권3호
• /
• pp.23-35
• /
• 2006

등가선형해석은 지반증폭현상을 모사하기 위하여 널리 사용되고 있으며, 해석 시 흙의 거동은 하중의 주파수의 영향을 받지 않는다고 가정되어왔다. 반면, 실내시험은 점성토의 경우 하중의 주파수의 영향을 크게 받는다는 것을 보여주고 있다. 본 연구에서는 하중의 주파수가 흙의 동적 거동에 미치는 영향을 고려하는 새로운 등가선형해석기법이 개발되었으며 주파수의 영향을 규명하기 위하여 지반응답해석을 수행하였다. 해석 결과, 하중의 주파수에 따라서 변화하는 전단탄성계수가 지반응답에 미치는 영향은 작은 반면 감쇠비는 큰 영향을 끼치는 것으로 판명되었다. 이는 하중의 주파수가 높아질수록 흙의 감쇠비도 같이 증가하며 이로 인하여 지진파의 고주파수 요소가 필터링 되기 때문이다. 따라서, 하중의 주파수에 지배 받는 흙의 거동은 특히 고주파수 요소가 풍부한 지진파 전파 모사 시 특히 중요하다고 판단된다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제9권1호
• /
• pp.93-109
• /
• 2015

Based on the reconnaissance of buildings in Dujiangyan City during 2008 Wenchuan earthquake, China, structural damage characteristics and the spatial distribution of structural damage are investigated, and the possible reasons for the extraordinary features are discussed with consideration of the influence of urban historical evolution and spatial variation of earthquake motions. Firstly, the urban plan and typical characteristics of structural seismic damage are briefly presented and summarized. Spatial distribution of structural damage is then comparatively analyzed by classifying all surveyed buildings in accordance with different construction age, considering the influence of seismic design code on urban buildings. Finally, the influences of evolution of seismic design code, topographic condition, local site and distance from fault rupture on spatial distribution of structural damage are comprehensively discussed. It is concluded that spatial variation of earthquake motions, resulting from topography, local site effect and fault rupture, are very important factor leading to the extraordinary spatial distribution of building damage except the evolution of seismic design codes. It is necessary that the spatial distribution of earthquake motions should be considered in seismic design of structures located in complicated topography area and near active faults.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제18권5호
• /
• pp.609-623
• /
• 2020

This paper presents a displacement-based seismic design procedure for new structures with fluid viscous dampers and/or for existing structures, where these devices are required as a retrofit measure and damage control. To consider the non-proportional damping produced by these devices in a conventional modal spectral analysis, the effect of the fluid viscous dampers is approximated as the sum of a proportional damping matrix and a complementary matrix which is representative of non-proportional damping matrix. To illustrate the application of this procedure and evaluate the performance of structures designed with the procedure proposed, five regular plane frames: 8, 12, 17, 20 and 25-storey, and an 8-storey building are designed. The seismic demands used for design and validation were the records obtained at the SCT site during the 1985 Michoacan earthquake, and that of the 2017 Morelos - Puebla earthquake obtained at the Culhuacan site, both stations located on soft soil sites. To validate the procedure proposed, the performances and damage distributions used as design targets were compared with the corresponding results from the nonlinear step-by-step analyses of the designed structures subjected to the same seismic demands.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제27권4호
• /
• pp.255-263
• /
• 2014

본 연구에서 피뢰기의 지진취약도 해석은 역량스펙트럼 방법을 이용하여 수행하였다. 많은 구조부재를 가진 구조물의 지진취약도 해석은 수십 혹은 수백 개의 지진하중에 대한 비탄성 지진응답을 계산하는 것이 요구되기 때문에 역량스펙트럼 방법과 같은 간단한 방법이 응답이력해석 보다 적합하다. 일반적으로 역량스펙트럼 방법에 의해 평가된 지진응답의 정확성은 응답이력해석에 의한 결과의 정확성 보다 떨어진다. 역량스펙트럼 방법의 정확성을 향상시키기 위하여 등가단자유도 방법과 성능점 계산기법이 적용되었다. 지진취약도에 대한 지진에 대한 지반효과를 평가하기 위하여 60개의 다른 지반종류의 지반운동을 입력지진으로 선정하여 사용하였다. 역량스펙트럼 방법과 응답이력해석에 의한 지진취약도 곡선의 비교로부터 역량스펙트럼 방법에 의한 지진취약도 곡선이 응답이력해석에 의한 지진취약도 곡선과 상당히 유사함을 알 수 있었다. 또한, 피뢰기의 주된 지진에 의한 파괴모드는 부싱의 파손임을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제10권7호
• /
• pp.103-109
• /
• 2009

확률론적인 지진재해분석(PSHA)은 지진원, 전파경로, 부지효과의 불확실성을 고려하여 특정 기간내에 특정 크기를 초과하는 지진동이 부지에 발생할 확률을 결정하는 방법이다. PSHA은 전세계적으로 미래 발생할 지진동을 정량화하기 위하여 가장 널리 사용되는 방법이다. 본 논문에서는 기존의 PSHA와 동일한 결과를 계산하지만, 유한기간내에 발생하는 지진 시나리오와 이에 상응하는 지진파기록을 생성하는 신(新) PSHA 기법의 국내 적용성을 평가하였다. 신(新) PSHA으로 40,000년에 상응하는 가상의 지진기록을 생성하여 총 16,378개의 지진 시나리오를 생성하였으며 이를 사용하여 지진재해도를 생성한 결과, 신(新) PSHA은 상당히 정확하게 기존의 PSHA 결과를 재현할 수 있는 것으로 나타났다. 신(新) PSHA은 자체적으로 의미가 있다기 보다는 이의 결과를 통하여 궁극적으로 확률론적인 지진재해분석을 수행할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서 생성된 지진기록은 동반논문에서 확률론적인 지진계수를 생성하는데 활용되었다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제32권3호
• /
• pp.307-319
• /
• 2023

Ground fissures have a huge effect on the integrity of surface structures. In high-intensity ground fissure regions, however, land resource would be wasted and city building and economic development would be limited if the area avoiding principle was used. In view of this challenge, to reveal the seismic response and seismic failure characteristics of ground fissure sites, a shaking table test on model soil based on a 1:15 scale experiment was carried out. In the test, the spatial distribution characteristics of acceleration response and Arias intensity were obtained for a site exposed to earthquakes with different characteristics. Furthermore, the failure characteristics and damage evolution of the model soil were analyzed. The test results indicated that, with the increase in the earthquake acceleration magnitude, the crack width of the ground fissure enlarged from 0 to 5 mm. The soil of the hanging wall was characterized by earlier cracking and a higher abundance of secondary fissures at 45°. Under strong earthquakes, the model soil, especially the soil near the ground fissure, was severely damaged and exhibited reduced stiffness. As a result, its natural frequency also decreased from 11.41 Hz to 8.05 Hz, whereas the damping ratio increased from 4.8% to 9.1%. Due to the existence of ground fissure, the acceleration was amplified to nearly 0.476 m/s², as high as 2.38 times of the input acceleration magnitude. The maximum of acceleration and Arias intensity appeared at the fissure zone, which decreased from the main fissure toward both sides, showing hanging wall effects. The seismic intensity, duration and frequency spectrum all had certain effects on the seismic response of the ground fissure site, but their influence degrees were different. The seismic response of the site induced by the seismic wave that had richer low-frequency components and longer duration was larger. The discrepancies of seismic response between the hanging wall and the footwall declined obviously when the magnitude of the earthquake acceleration increased. The research results will be propitious to enhancing the utilizing ratio of the limited landing resource, alleviation of property damages and casualties, and provide a good engineering application foreground.