• 지구물리와물리탐사
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• 제22권3호
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• pp.107-115
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• 2019

최근 발생하는 경주 및 포항 일대의 지진으로 지진 감지 연구의 중요성이 높아지고 있다. 보통 지진 활동 과정에서 막대한 양의 에너지가 축적되므로 지구물리학적 관측 값의 변화가 발생한다. 지진발생 전 혹은 동시에 압전 효과(piezoelectric effect) 및 동전기 효과(electrokinetic effect) 등에 의해 지전류의 변화가 예상 가능하며, 이러한 변화치가 통상적인 지전류 잡음수준을 넘어서는 크기로 발생된다면, 지진과 관련된 전기장의 변화를 측정가능하게 된다. 본 연구에서는 지전류를 상시 모니터링 할 수 있는 지전류 모니터링 시스템을 자체 개발하고 현장 검증하였다. 지전류 모니터링 시스템의 현장 검증을 위해 포항시 일대에서 동서 방향 40 m, 남북 방향 28 m로 측선을 설치하였다. 약 1개월간 1 kHz 샘플링의 지전류 데이터를 모니터링 하였고, 관측 기간 동안 발생한 국내 지진을 토대로 지진 신호(signal)와 주변 전기적 잡음(noise)의 자료 처리를 통해 비교 분석하였다. 측정된 시계열 자료로부터 지진과 관련된 유의미한 신호가 포착되는지 검토하였으며, 본 연구를 통해 향후 지속적인 연구의 방향을 제시하고자 한다.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권6호
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• pp.599-609
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• 2019

After an earthquake, a quick seismic assessment of a structure can facilitate the recovery of operations, and consequently, improve structural resilience. Especially for facilities that play a key role in rescue or refuge efforts (e.g., hospitals and power facilities), or even economically important facilities (e.g., high-tech factories and financial centers), immediately resuming operations after disruptions resulting from an earthquake is critical. Therefore, this study proposes a prompt post-earthquake seismic evaluation method that uses displacement and acceleration measurements taken from real structural responses that resulted during an earthquake. With a prepared pre-earthquake capacity curve of a structure, the residual seismic capacity can be estimated using the residual roof drift ratio and stiffness. The proposed method was verified using a 6-story steel frame structure on a shaking table. The structure was damaged during a moderate earthquake, after which it collapsed completely during a severe earthquake. According to the experimental results, a reasonable estimation of the residual seismic capacity of structures can be performed using the proposed post-earthquake seismic evaluation method.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_4호
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• pp.1531-1544
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• 2018

우리는 국내에서 발생한 규모 5.0 이상의 지진으로 인해 전리층의 전자밀도가 변동하는 것을 확인하였다. 대상 지진원은 2016년 9월 규모 5.8의 경주 지진, 2017년 11월 규모 5.4의 포항 지진, 그리고 2017년 9월 북한 지하 핵실험에 의한 규모 5.7의 인공지진이다. 비록 모든 GPS 관측소에서 전리층 변동이 나타나지 않았지만, 이들 지진에 의한 변동현상은 사건 발생 후 약 10-30분과 40-60분 경과 시점에 나타났다. 각 변동 내에서 시간차이가 발생하는 것은 진원 깊이에 의한 차이와 관측소-위성-진앙간의 공간상 배치 차이 때문이라 생각된다. 경주 지진의 경우, 다른 두 사건에 비해 상대적으로 깊은 곳에서 발생하였지만, 규모가 크고 전리층이 안정적인 밤 시간대에 일어나 변동이 탐지되었다. 그리고 크게 한 차례 이상 나타난 것은 지진에 의해 생성된 충격파들의 대기 전달 속도차이에 의한 현상이라 사료된다. 이 연구를 통해 전리층 변동의 탐지가 관측소-위성-진앙간의 기하학적 배치나 탐지방법에 따라 다르게 나타나고, 변동의 탐지시점이 대상체 간의 기하학적 배치나 진원 깊이에 따라 차이가 있음을 확인하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권1호
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• pp.43-52
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• 2017

Structural health monitoring has drawn great attention in the field of civil engineering in past two decades. These structural health monitoring methods evaluate structural integrity through high-quality sensor measurements of structures. Due to electronic deterioration or aging problems, sensors may yield biased signals. Therefore, the objective of this study is to develop a fault detection method that identifies malfunctioning sensors in a sensor network. This method exploits the autoregressive modeling technique to generate a bank of Kalman estimators, and the faulty sensors are then recognized by comparing the measurements with these estimated signals. Three types of faults are considered in this study including the additive, multiplicative, and slowly drifting faults. To assess the effectiveness of detecting faulty sensors, a numerical example is provided, while an experimental investigation with faults added artificially is studied. As a result, the proposed method is capable of determining the faulty occurrences and types.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권3호
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• pp.277-290
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• 2020

Disasters, including earthquakes and landslides, have enormous economic and social losses besides their impact on environmental disruption. Iran, and particularly its Western part, is known as an earthquake susceptible area due to numerous strong ground motions. Studying ecological changes due to climate change can improve the public and expert sector's awareness and response to future disastrous events. Synthetic Aperture Radar (SAR) data and Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) technologies are appropriate tools for modeling and surface deformation modeling. This paper proposes an efficient approach to detect ground deformation changes using Sentinel-1A. The focal point of this research is to map the ground surface deformation modeling is presented using InSAR technology over Sarpol-e Zahab on 25^th November 2018 as a study case. For surface deformation modeling and detection of the ground movement due to earthquake SARPROZ in MATLAB programming language is used and discussed. Results show that there is a general ground movement due to the Sarpol-e Zahab earthquake between -7 millimeter to +18 millimeter in the study area. This research verified previous researches on the advanced image analysis techniques employed for mapping ground movement, where InSAR provides a reliable tool for assisting engineers and the decision-maker in choosing proper policies in a time of disasters. Based on the result, 574 out of 682 damaged buildings and infrastructures due to the 2017 Sarpol-e Zahab earthquake have moved from -2 to +17 mm due to the 2018 earthquake with a magnitude of 6.3 Richter. Results show that mountainous areas have suffered land subsidence, where urban areas had land uplift.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2001년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2001
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• pp.36-43
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• 2001

In Korea, we are absolutely short of earthquake data in good quality from moderate and large earthquakes, which are needed fur the study of strong ground motion characteristics. This means that the best use of the available data is needed far the time being. In this respect, several methods are suggested in this paper, which can be applied in the process of data selection and analysis. First, it is shown that the calibration status of seismic stations can be easily checked by comparing the spectra from accelerometer and velocity sensor both of which are located at the same location. Secondly, it is recommended that S/N ratio in the frequency domain should be checked before discarding the data by only look of the data in time domain. Thirdly, the saturated earthquake data caused by ground motion level exceeding the detection limit of a seismograph are considered to see if such data can be used for spectrum analysis by performing numerical simulation. The result reveals that the saturated data can still be used within the dominant frequency range according to the levels of saturation. Finally, a technique to minimize the window effect that distorts the low frequency spectrum is suggested. This technique involves detrending in displacement domain once the displacement data are obtained by integration of low frequency components of the original data in time domain. Especially, the low frequency component can be separated by using discrete wavelet transform among many alternatives. All of these methods mentioned above may increase the available earthquake data and frequency range.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.107-114
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• 2019

본 논문에서는 진원지 주변에서 빠르고 정확한 지진 조기 경보를 수행하기 위한 선착 P파 다중 탐지 시스템과 이를 구동하기 위한 지진파 초동 탐지 및 경보 알고리즘을 개발하였다. 공용 중인 5개소(포항지역 4개소)의 건축물을 선정하여 개발한 계측 시스템을 설치하였고, 지반 진동을 실시간 모니터링하며 실증시험을 진행하였다. 실증 모니터링 중 2019년 9월 26일 포항 지역에서 규모 2.3의 지진이 발생하였다. 포항지역에 설치된 총 4개소의 시스템 중 3개소에서 P파 초동 탐지 알고리즘이 작동되어 지진동 이벤트로 기록되었다. 진원지로부터 5.5 km로 가장 가까운 계측소는 지진 발생 후 1.2초 후 P파 초동이 감지되었으며, P파 도달 후 약 1.02초 후 S파가 도달하여 다소의 경보시간을 제공해주었다. P파가 탐지된 3곳의 최대 가속도는 각각 6.28gal, 6.1gal, 5.3gal로 기록되었으며, 이벤트 경보 발령을 위한 최대 지반 가속도의 임계값(25.1gal)을 초과하지 않아 경보 알고리즘이 작동하지 않았다. 향후 지속적인 모니터링 및 분석을 통해 추가 검증이 이루어진다면 국내 실정에 맞는 실효성 높은 지진 경보 시스템으로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.173-180
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• 2002

This paper presents a signal processing procedure to detect damage locations of frame structures by using continuous wavelet transform. Morlet wavelet is used as a mother wavelet in wavelet transform. Wavelet transform has the characteristics that allows the use of long time intervals at more precise low-frequency information, and shorter regions at high-frequency information. By this wavelet transform characteristics, Morlet wavelet may be used to identify the locations of damages in the structures. The numerical case studies show that this method can be applied to detect the damage location under a controlled sweeping load.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 1997년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 1997
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• pp.144-151
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• 1997

구조물로부터 측정된 가속도 시간이력을 이용하여 구조손상을 찾아내고 평가하는 기법을 제시하였다. 구조계의 손상을 찾아내는 알고리즘의 주요한 수단으로써 parametric system identification 방법을 사용하였고 매개변수화된 구조물의 최적 매개변수를 추정하기 위해 구속된 비선형 최적화기법을 사용하였다. 손상된 부재를 분리하기 위한 방법으로서 적합적 매개변수 모음법을 적용하였고 손상의 정도를 통계적으로 평가하기 위하여 측정된 가속도 시간이력에 time window 기법을 적용하였다. 가속도 이력 측정에 있어서의 불충분성과 측정오차를 고려하여 알고리즘을 개발하였고, 조화진동하중으로 구조물을 가진하여 구조 손상을 진단하는 수치모의 실험을 실시하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제1권2호
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• pp.141-158
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• 2005

A new design of distributed crack sensors based on the topological change of transmission line cables is presented for the condition assessment of reinforced concrete (RC) structures during and immediately after an earthquake event. This study is primarily focused on the performance of cable sensors under dynamic loading, particularly a feature that allows for some "memory" of the crack history of an RC member. This feature enables the post-earthquake condition assessment of structural members such as RC columns, in which the earthquake-induced cracks are closed immediately after an earthquake event due to gravity loads, and are visually undetectable. Factors affecting the onset of the feature were investigated experimentally with small-scale RC beams under cyclic loading. Test results indicated that both crack width and the number of loading cycles were instrumental in the onset of the memory feature of cable sensors. Practical issues related to dynamic acquisition with the sensors are discussed. The sensors were proven to be fatigue resistant from shake table tests of RC columns. The sensors continued to show useful performance after the columns can no longer support additional loads.