• Geomechanics and Engineering
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• 제22권1호
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• pp.25-33
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• 2020

In metropolitan areas, the quantity and density of the underground structure increase rapidly in recent years. Even though most damage incidents of the underground structure were minor, there were still few incidents causing a great loss in lives and economy. Therefore, the safety evaluation of the underground structure becomes an important issue in the disaster prevention plan. Liquefaction induced uplift is one important factor damaging the underground structure. In order to perform a preliminary evaluation on the safety of the underground structure, simplified prediction equations were introduced to provide a first order estimation of the liquefaction induced uplift. From previous studies, the input motion is a major factor affecting the magnitude of the uplift. However, effects of the input motion were not studied and included in these equations in an appropriate and rational manner. In this article, a numerical simulation approach (FLAC program with UBCSAND model) is adopted to study effects of the input motion on the uplift. Numerical results show that the uplift and the Arias Intensity (Ia) are closely related. A simple modification procedure to include the input motion effects in the Sasaki and Tamura prediction equation is proposed in this article for engineering practices.

• Earthquakes and Structures
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• 제11권5호
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• pp.779-807
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• 2016

Ground Motion Prediction Equations (GMPEs) are essential tools in seismic hazard analysis. With the introduction of probabilistic approaches for the estimation of seismic response of structures, also known as, performance based earthquake engineering framework; new tasks are defined for response spectrum such as the reference criterion for effective structure-specific selection of ground motions for nonlinear time history analysis. One of the recent efforts to introduce a high quality databank of ground motions besides the corresponding selection scheme based on the broadband spectral consistency is the development of SIMBAD (Selected Input Motions for displacement-Based Assessment and Design), which is designed to improve the reliability of spectral values at all natural periods by removing noise with modern proposed approaches. In this paper, a new global GMPE is proposed by using selected ground motions from SIMBAD to improve the reliability of computed spectral shape indicators. To determine regression coefficients, 204 pairs of horizontal components from 35 earthquakes with magnitude ranging from Mw 5 to Mw 7.1 and epicentral distances lower than 40 km selected from SIMBAD are used. The proposed equation is compared with similar models both qualitatively and quantitatively. After the verification of model by several goodness-of-fit measures, the epsilon values as the spectral shape indicator are computed and the validity of available prediction equations for correlation of the pairs of epsilon values is examined. General consistency between predictions by new model and others, especially, in short periods is confirmed, while, at longer periods, there are meaningful differences between normalized residuals and correlation coefficients between pairs of them estimated by new model and those are computed by other empirical equations. A simple collapse assessment example indicate possible improvement in the correlation between collapse capacity and spectral shape indicators (${\varepsilon}$) up to 20% by selection of a more applicable GMPE for calculation of ${\varepsilon}$.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권9호
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• pp.661-670
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• 2020

최근 지진재해의 규모가 점차 증대됨에 따라 세계적으로 개별 시설물에 대한 내진성능평가와 관련한 연구가 다수 진행되고 있다. 상수도 시스템은 타 기반 시설에 비해 설치범위가 광범위하고 그 구성요소가 다양해 고려할 것이 많아 지진에 대한 안정성을 정확하고 효과적으로 확보하기 힘든 실정이다. 따라서 지진을 대비한 상수도 시스템의 내진성능 평가 방안을 연구하고 개발할 필요가 있다. 지진에 의한 상수도 시스템의 내진성능을 평가하기 위해 지반운동예측식(Ground Motion Prediction Equation, GMPE)이 활용된다. GMPE는 지진 규모 등과 같은 독립변수 와 PGV (Peak Ground Velocity), PGA (Peak Ground Acceleration)와 같은 지반운동 등을 고려하여 산정하게 된다. 우리나라에서 발생된 높은 강도의 지진 데이터는 현재까지 많이 축적되지 않아 특정 지진에 국한된 데이터를 활용하여 GMPE를 결정하는 등의 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 우리나라에서 계측된 지진 데이터를 활용하여 국내 지진 모의에 적합한 GMPE를 선정하고자 하였으며, 이를 위해 기존 국내 지진을 기반으로 산정된 GMPE식을 분석하고 그 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 결정된 적정 GMPE는 상수도관망의 수리학적 내진성능 평가에 직접적으로 활용 가능하다. 즉, 파손확률 모형과의 연계를 통한 지진시 관로 파손률의 정량화가 가능하며, 파손 및 누수에 의한 단수지역 파악 등과 같은 피해범위 산정시 보다 객관적이며 합리적인 결과 도출이 가능하다. 최종적으로 이와 같은 내진 성능 정량화 결과는 지진재해가 발생하였을 경우 그 피해를 최소화할 수 있는 최적 복구방안 마련과 선제적 관망 내진설계의 기준 자료로 활용될 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.45-54
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• 2006

2005년 3월 20일 발생한 Fukuoka 지진 시 국내 및 일본에서 관측된 자료를 이용하여 지반운동 감쇄특성을 분석하였다. 또한 최근 국내 및 일본에서 제시된 지반운동 거리감쇄식을 이용한 예측값과의 비교를 통하여 국내 강지진동 예측 시 일본에서 개발된 감쇄식의 적용가능성을 평가하였다. 그 결과 동일 거리에 위치한 국내 및 일본 관측소에서 측정한 기록이 비교적 유사하게 나타났으며 국내 및 일본에서 제시된 지반운동 거리감쇄식의 예측값이 매우 유사하게 나타나 국내에서의 강지진동 예측 시 일본에서 제시된 지반운동 감쇄식을 200km 이상의 비교적 원거리에 대한 국내 감쇄식의 평가 등에 유용하게 활용할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1990년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.79-84
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• 1990

The modal parameter estimations of linear multi-degree-of-freedom structural dynamic systems are carried out in time domain. For this purpose, the equation of motion is transformed into the autoregressive and moving average model with auxiliary stochastic input (ARMAX) model. The parameters of the ARMAX model are estimated by using the sequential prediction error method. Then, the modal parameters of the system are obtained thereafter. Experimental results are given for a 3-story building model subject to ground exitations.

• Earthquakes and Structures
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• 제7권4호
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• pp.485-510
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• 2014

In performance-based seismic design procedures Peak Ground Acceleration (PGA) and pseudo-Spectral acceleration ($S_a$) are commonly used to predict the response of structures to earthquake. Recently, research has been carried out to evaluate the predictive capability of these standard Intensity Measures (IMs) with respect to different types of structures and Engineering Demand Parameter (EDP) commonly used to measure damage. Efforts have been also spent to propose alternative IMs that are able to improve the results of the response predictions. However, most of these IMs are not usually employed in probabilistic seismic demand analyses because of the lack of reliable Ground Motion Prediction Equations (GMPEs). In order to define seismic hazard and thus to calculate demand hazard curves it is essential, in fact, to establish a GMPE for the earthquake intensity. In the light of this need, new GMPEs are proposed here for the elastic input energy spectra, energy-based intensity measures that have been shown to be good predictors of both structural and non-structural damage for many types of structures. The proposed GMPEs are developed using mixed-effects models by empirical regressions on a large number of strong-motions selected from the NGA database. Parametric analyses are carried out to show the effect of some properties variation, such as fault mechanism, type of soil, earthquake magnitude and distance, on the considered IMs. Results of comparisons between the proposed GMPEs and other from the literature are finally shown.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.17-26
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• 2001

한반도 남부에서 발생 가능한 강지진동의 최대 지반운동과 주파수에 따른 특성을 추계학적 모사법을 이용하여 간접적으로 추정하였다. 또한 추계학적 모사법에 적용할 진원과 지진파 감쇠에 관한 입력자료를 계산하였다. 응력강하($\Delta$$\sigma$)는 한반도 남부와 미국 동부 및 중국의 연구결과를 종합하여 100-bar로 추정하였다. 감쇠상수는 x는 1996년 9월부터 1997년 12월까지 발생한 지진 중 비교적 기록상태가 양호한 57개의 관측자료를 이용하여 계산하였으며 진원거리(R)에 대하여 0.00112+0.000224 R로 추정되었다. 이와 같은 응력강하($\Delta$$\sigma$)와 감쇠상수 x등의 입력자료를 추계학적 모사법에 적용한 결과를 바탕으로 진원거리에 따른 강진동 감쇠공식을 유도하였다.한 결과를 바탕으로 진원거리에 따른 강진동 감쇠공식을 유도하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권10호
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• pp.57-71
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• 2020

본 연구에서는 2017년 11월 15일 포항지진 시 액상화 위험도가 높았던 5개소의 부지에 대해 액상화 가능성을 재분석하였다. 액상화 지진 하중은 포항 지진파를 지반예측운동방정식(Ground motion prediction equation, GMPE)로 산정한 응답스펙트럼에 보정한 결과를 입력 지진파로 사용하였다. 지반의 액상화 저항력은 현장 시험 중 표준관입시험(Standard Penetration Test, SPT)과 콘관입시험(Cone penetration test, CPT)을 통해 결정되었다. 한편, 액상화 발생 가능성은 지반 액상화 지수(LPI)를 통해 정량화되었으며 이를 기존 연구 결과와 비교하였다.

• 전산구조공학
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• 제3권4호
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• pp.143-148
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• 1990

다자유도를 가진 구조계로 부터 얻어진 동적거동의 측정치를 이용하여 구조물의 모우드계수를 추정하는 시간영역방법에 대해 연구하였다. 이를 위해 운동방정식을 실험적 모우드식으로 변환한 다음 이를 다시 이산시간 영역의 식인 ARMAX식으로 나타내었다. 순차적 예측 오차 방법을 이용하여 ARMAX식의 계수들을 추정한 후, 이들로 부터 구조물의 모우드 계수들을 계산하였다. 지진하중을 받는 3층 빌딩 구조물의 실험치를 이용하여 얻은 모우드 계수들은 서로 다른 실험간에 좋은 일치를 보였으며, 또한 계산된 계수들을 이용하여 다시 구한 구조물 응답의 시간이력들은 실험치들과 좋은 일치를 보였다.

• 한국지구과학회지
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• 제37권3호
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• pp.162-172
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• 2016

최근 미국 노스리지 지진(1994)과 일본 고베 지진(1995) 발생 이후 다양한 구조물 및 건축물을 설계할 때 성능 기반 설계 개념이 적극적으로 도입되고 있다. 성능기반 설계가 도입되면서 구조물 각각의 성능에 적합한 연발생빈도의 등재해도 스펙트럼이 요구되고 있다. 10 인의 지진 및 지체구조 전문가가 제시한 국내 및 미국 중동부에서 개발된 스펙트럴 지반진동 감쇠식과 다수의 지진지체구조구 모델을 사용하였다. 인구 밀도가 높은 5개 주요 도시에 대해 확률론적 방법을 이용하여 등지진재해도 스펙트럼을 분석하였다. 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0 Hz 및 PGA에 대해 확률론적 지진재해도 결과를 이용하여 500년, 1,000년 및 2,500년의 3개 재현주기에 대해 등재해도 스펙트럼을 분석하였다. 민감도 분석 결과 각각의 고유 진동수에 해당하는 지반진동 감쇠식이 지진지체구조구 모델에 비하여 지진재해도에 보다 커다란 영향을 주었다. 마지막으로 등재해도 스펙트럼은 공통적으로 10 Hz에서 최대값을 보여 주었고, 원자력 관련 기술기준 또는 기존 연구에서 제시된 등지진재해도 스펙트럼과 수준과 모앙 특성에서 유사성을 보여주었다.