• Earthquakes and Structures
• /
• 제14권6호
• /
• pp.577-587
• /
• 2018

The quantitative assessment of the seismic collapse risk of a structure requires the usage of an optimal intensity measure (IM) which can adequately characterise the severity of the ground motion. Research suggests that the average spectral acceleration ($Sa_{avg}$) may be an efficient and sufficient alternate IM as compared to the more traditional first mode spectral acceleration, $Sa(T_1)$, particularly during seismic collapse risk estimation. This study primarily presents a comparative evaluation of the sufficiency of the average spectral acceleration with respect to ground motion duration, and secondarily assesses the impact of ground motion duration on collapse risk estimation. By assembling a suite of 100 historical ground motions, incremental dynamic analysis of 60 different inelastic single-degree-of-freedom (SDF) oscillators with varying periods and ductility capacities were analysed, and collapse risk estimates obtained. Linear regression models are used to comparatively quantify the sufficiency of $Sa_{avg}$ and $Sa(T_1)$ using four significant duration metrics. Results suggests that an improved sufficiency may exist for $Sa_{avg}$ when the period of the SDF system increases, particularly beyond 0.5, as compare to $Sa(T_1)$. In reference to the ground motion duration measures, results indicated that the sufficiency of $Sa_{avg}$ is more sensitive to significant duration definitions that consider almost the full wave train of an accelerogram ($SD_{a5-95}$ and $SD_{v5-95}$). In order to obtain a reduced variability of the collapse risk estimate, the 5-95% significant duration metric defined using the Arias integral ($SD_{a5-95}$) should be used for seismic collapse risk estimation in conjunction with $Sa_{avg}$.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.29-38
• /
• 2015

The coastline influenced naturally and artificially changes dynamically. While the long-term change is influenced by the rise in the surface of the sea and the changes in water level of the rivers, the short-term change is influenced by the tide, earthquake and storm. Also, man-made thoughtless development such as construction of embankment and reclaimed land not considering erosion and deformation of coast has been causes for breaking functions of coast and damages on natural environment. In order to manage coastal environment and resources effectively, In this study is intended to analyze and predict erosion in coastal environment and changes in sedimentation quantitatively by detecting changes in coastal line from data collection for satellite images and aerial LiDAR data. The coastal line in 2007 and 2012 was extracted by manufacturing Digital Surface Model (DSM) with Aviation LiDAR materials. For the coastal line in 2009 and 2010, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) method was used to extract the KOMPSAT-2 image selected after considering tide level and wave height. The change rate of the coastal line is varied in line with the forms of the observation target but most of topography shows a tendency of being eroded as time goes by. Compared to the relatively monotonous beach of Taean, the gravel and rock has very complex form. Therefore, there are more errors in extraction of coastlines and the combination of transect and shoreline, which affect overall changes. Thus, we think the correction of the anomalies caused by these properties is required in the future research.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권3호
• /
• pp.23-31
• /
• 2003

지난 반세기 동안 검측공 탄성파시험은 시험 장비 및 그 배치에 따라 크로스홀, 다운홀, 서스펜션로깅과 같은 시험으로 발전하였다. 이런 현장시험은 장비와 시험기법이 꾸준히 개선되어 지반 및 지진공학 분야의 부지특성규명에 매우 값진 기술이 되었다. 그러나 이 기술은, 공학적 의의와 중요성에도 불구하고, 표준관입 시험처럼 실무에 보편적으로 적용되지 못하고 있다. 그 이유는 장비가 복잡 정교할 뿐만 아니라, 사용하기 어렵고 비싸기 때문이다. 이 연구에서는 경제적이고 실용적인 지반의 동적물성치 계측 기술 개발을 목표로 하여 인홀 시험법을 연구하였다. 이 연구에서 개발한 인홀장비 시작품은 NX 크기의 검측공에 사용하고 맨손으로 다룰 정도로 작고 가볍다. 이 장비의 발진장치는 여러 현장에서 크로스홀시험을 통하여 그 성능을 검증하였고 꾸준히 개선되고 있다. 세 현장에서 인홀시험을 수행하고 그 결과를 크로스홀시험 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.41-47
• /
• 2007

최근 지진에 의한 액상화 피해를 입은 지역에서의 조사결과에 의하면 모래지반 뿐만 아니라 세립분을 함유한 흙 또는 비소성실트 지반에서도 액상화 피해사례가 보고되고 있으나, 지금까지 액상화는 느슨한 포화 모래지반에서 발생하는 것으로만 알려져 비소성실트의 액상화특성에 대하여 거의 알려져 있지 않다. 특히, 액상화강도는 전단탄성파속도와 밀접한 관계가 있어 현장에서는 PS검층 등을 이용하여 원위치에서 흙의 강성을 조사하며, 실내 실험에서는 정확한 흙의 강성을 조사하기 위하여 벤더엘레먼트를 이용한다. 본 연구에서는 단순전단시험기에 벤더엘레먼트를 장착하여 비소성실트의 강성을 조사하였으며 단순전단시험 결과와 비교하였다. 그 결과 벤더엘레먼트에 의한 비소성실트의 강성은 단순전단시험결과보다 약간 크게 나타나지만 그 차이는 적으며, 점토의 강성보다 작은 것을 알 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제12권3_4호
• /
• pp.363-379
• /
• 2013

Dynamic displacement of structures is an important index for in-service structural condition and behavior assessment, but accurate measurement of structural displacement for large-scale civil structures such as long-span bridges still remains as a challenging task. In this paper, a vision-based dynamic displacement measurement system with the use of digital image processing technology is developed, which is featured by its distinctive characteristics in non-contact, long-distance, and high-precision structural displacement measurement. The hardware of this system is mainly composed of a high-resolution industrial CCD (charge-coupled-device) digital camera and an extended-range zoom lens. Through continuously tracing and identifying a target on the structure, the structural displacement is derived through cross-correlation analysis between the predefined pattern and the captured digital images with the aid of a pattern matching algorithm. To validate the developed system, MTS tests of sinusoidal motions under different vibration frequencies and amplitudes and shaking table tests with different excitations (the El-Centro earthquake wave and a sinusoidal motion) are carried out. Additionally, in-situ verification experiments are performed to measure the mid-span vertical displacement of the suspension Tsing Ma Bridge in the operational condition and the cable-stayed Stonecutters Bridge during loading tests. The obtained results show that the developed system exhibits an excellent capability in real-time measurement of structural displacement and can serve as a good complement to the traditional sensors.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제4권6호
• /
• pp.727-740
• /
• 2008

A down hole vertical seismic array is a sequence of instruments installed at various depths in the earth to record the ground motion at multiple points during an earthquake. Numerous studies demonstrate the unique utility of vertical seismic arrays for studying in situ site response and soil behavior. Examples are given of analyses made at two sites to show the value of data from vertical seismic arrays. The sites examined are the Lotung, Taiwan SMART1 array and a new site installed at Jingliao, Taiwan. Details of the installation of the Jingliao array are given. ARX models are theoretically the correct process models for vertical wave propagation in the layered earth, and are used to linearly map deeper sensor input signals to shallower sensor output signals. An example of Event 16 at the Lotung array is given. This same data, when examined in detail with a Bayesian inference model, can also be explained by nonlinear filters yielding commonly accepted soil degradation curves. Results from applying an ARMAX model to data from the Jingliao vertical seismic array are presented. Estimates of inter-transducer soil increment resonant frequency, shear modulus, and damping ratio are presented. The shear modulus varied from 50 to 150 MPa, and damping ratio between 8% and 15%. A new hardware monitoring system - TerraScope - is an affordable 4-D down-hole seismic monitoring system based on independent, microprocessor-controlled sensor Pods. The Pods are nominally 50 mm in diameter, and about 120 mm long. An internal 16-bit micro-controller oversees all aspects of instrumentation, eight programmable gain amplifiers, and local signal storage.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.1053-1058
• /
• 2010

지반과 구조물의 상호작용을 해석하는 한 방법으로 지반을 무한의 영역으로 가정하여 이를 무한요소로 모델링한 후 구조물과 연동하여 해석하는 기법이 사용되었으나 하지만 기존의 동적 무한요소는 대부분 시간영역이 아닌 주파수 영역에서 정식화되었고 중첩의 원리가 적용되어 구조물이나 지반의 비선형 거동을 해석에 포함하기 어렵다. 본 연구에서는 시간영역에서 정식화가 가능하고 비선형 거동해석도 가능한 무한 요소를 개발하였다. 개발된 무한요소를 다량의 유한요소를 사용한 결과와 비교하여 정확도를 검증하였고, 비선형 지반모델을 적용하여 비선형해석이 가능함을 확인하였다. 따라서 개발된 무한요소를 지반-구조물 상호작용에 적용할 수 있으며, 이를 바탕으로 구조물내진 설계에도 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제17권3호
• /
• pp.245-256
• /
• 2019

An experimental study was conducted to evaluate the dynamic behavior of a free-standing frame equipped with a movable base system using cast iron and mortar as the bearing materials. The preliminary friction test indicated that a graphite layer developed on the interface and exhibited stable friction behavior. The friction coefficient ranged from 0.33 to 0.36 when the applied normal compression stress ranged from 2.6 to 5.2 MPa. The effect of the variation of normal compression stress would be small. Shaking table tests on the free-standing frame showed that rock, slide, and rock-slide responses occurred. The cumulative slide distance reached 381 mm under JMA Kobe wave excitation; however, only a few cyclic slides occurred at the same locations along the moving track. Most surfaces sustained single slides. Similar results can be observed in other shaking conditions. The insufficient cyclic sliding and significant rocking resulted in a few graphite layers on the mortar surfaces. Friction coefficients were generally similar to those obtained in the preliminary friction tests; however, the values fluctuated when the rocking became significant. The collisions due to rocking caused strong horizontal acceleration responses and resulted in high friction coefficient. In addition, the strong horizontal acceleration responses caused by the collisions made the freestanding specimen unable to reduce the input horizontal acceleration notably, even when slippage occurred. Compared with the counterpart fixed-base specimen, the specimen equipped with the iron-mortar base could reduce the horizontal acceleration amplification response and the structural deformation, whereas the vertical acceleration response was doubled due to collisions from rocking.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제16권4호
• /
• pp.670-681
• /
• 2020

연구목적: 본 연구는 기존 지진현장경보 연구를 통해 단일 지진계에서 관측한 P파로부터 PGV 값을 예측하기 위한 예측식을 제시하고, 예측 결과를 현장경보에 이용하기 위한 기술적 접근 방안들을 도출하기 위한 것이다. 연구방법: 과거 4년간 규모 3,0 이상의 지진가운데 진도등급 II 이상의 데이터를 이용하여 P파로부터 PGV를 예측하기 위한 수식을 도출하고, 진원 정보 추정 없이 지진의 규모와 PGV의 크기를 상대적으로 비교하여 지진위험을 알려줄 수 있는 기술을 적용하였다. 연구결과: 개선한 PGV 예측식은 평균 94.8%의 정확도로 MMI를 추정하였고, 𝜏_c : Pd 방법 역시 로컬 지진위험을 경보하기 위한 유효한 성과를 보여주었다. 결론: 현장경보기술을 국내에 성공적으로 적용하였으며, 경보공백역을 약 14km 까지 줄일 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제38권10호
• /
• pp.41-48
• /
• 2022

전단파 속도를 기반으로 포화 지반의 최대 전단탄성계수를 산정하는데 이용되는 매질의 밀도가 명확하지 않아 이를 결정하고자 검증식을 구성하고, 시나리오를 수립하여 실내 실험결과와 비교하였다. 매질의 밀도는 포화, 습윤, 건조, 수중 밀도 조건으로 가정하였고, 각 경우별 건조지반 전단파속도 대비 포화지반 전단파속도의 비를 산정하였다. 포화 밀도 가정시 전단파속도 비는 공진주 실험 결과에 의한 전단파속도 비와 일치하였고, 습윤 밀도 가정시에는 벤더엘리먼트 실험 결과에 의한 값과 일치하였다. 이는 특성 주파수를 경계로 흙입자와 유체의 거동을 정의하는 Biot(1956)의 이론과 일치하는 결과이며, 일반적으로 고려되는 지진의 주파수 범위를 고려한다면 포화 지반에서는 포화 밀도를 적용하는 것이 타당할 것으로 사료된다.