• Geomechanics and Engineering
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• 제6권2호
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• pp.99-115
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• 2014

Uncertainties in design variables and design equations have a significant impact on the safety of geotechnical structures like retaining walls and slopes. This paper presents a possible framework for obtaining the partial safety factors based on reliability approach for different random variables affecting the stability of a reinforced concrete cantilever retaining wall and a slope under static loading conditions. Reliability analysis is carried out by Mean First Order Second Moment Method, Point Estimate Method, Monte Carlo Simulation and Response Surface Methodology. A target reliability index ${\beta}$ = 3 is set and partial safety factors for each random variable are calculated based on different coefficient of variations of the random variables. The study shows that although deterministic analysis reveals a safety factor greater than 1.5 which is considered to be safe in conventional approach, reliability analysis indicates quite high failure probability due to variation of soil properties. The results also reveal that a higher factor of safety is required for internal friction angle ${\varphi}$, while almost negligible values of safety factors are required for soil unit weight ${\gamma}$ in case of cantilever retaining wall and soil unit weight ${\gamma}$ and cohesion c in case of slope. Importance of partial safety factors is shown by analyzing two simple geotechnical structures. However, it can be applied for any complex system to achieve economization.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권4호
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• pp.336-344
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• 2007

항만 구조물의 피복재를 설계하는 경우 경험식의 불확실성에 따른 영향뿐만 아니라 사용년수에 따른 파고분포한수를 직접적으로 고려할 수 있는 부분안전계수 산정 모형이 개발되었다. 동일한 재현기간 그리고 사용년수에서 구조물의 파괴에 대한 목표수준이 증가함에 따라 저항력과 파고에 대한 부분안전계수가 커지는 등의 특성들을 잘 재현하고 있다. 따라서 본 연구에서 산정 된 각 경험식들의 저항력 그리고 파고에 대한 부분안전계수를 이용하면 현행의 결정론적 설계법과 동일한 형태의 설계식을 사용하면서도, 확률변수들의 불확실성, 사용년수 그리고 파괴에 대한 목표수준을 고려하여 설계하는 것이 가능하다

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.345-356
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• 2009

국내 항만의 경사제 피복재는 대부분 Tetrapod이다. Hudson 공식은 국내 항만의 방파제 피복블록의 설계에 가장 많이 사용되는 식이다. 본 연구에서는 Tetrapod에 대한 Hudson 공식의 하중과 저항의 부분안전계수를 산정하였다. 국내 무역항 12곳과 연안항 8곳의 대표단면을 채택하여 하중과 저항의 부분안전계수의 평균과 표준 편차를 산정하였다. 또한 부분안전계수의 평균을 US Army(2006)에서 제안한 부분안전계수와 비교하였다. US Army의 결과와 비교해 볼 때, 하중의 부분안전계수는 비교적 작게 산정되었고 저항의 부분안전계수는 약간 크게 산정되었다. 하지만, 하중과 저항의 부분안전계수를 곱한 전체안전계수는 US Army의 결과와 비슷하다. 연구 결과는 향후 국내 항만의 방파제 피복블록에 대한 최종적인 부분안전계수를 제안하는 기초 자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.278-289
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• 2009

본 연구에서는 직립 방파제의 케이슨 활동에 대한 목표 신뢰도 지수와 부분안전계수를 산정하였다. 기존 방파제의 신뢰도 지수의 평균값을 보통의 안전도를 갖는 방파제에 대한 목표 신뢰도 지수로 제안하였다. 또한 국내외 방파제의 해석에 기초하여 높은 안전도 또는 낮은 안전도의 목표 신뢰도 지수도 제안하였다. 다음에는 국내 12개 방파제 단면에 대해 각각 계산한 부분안전계수를 평균하여 각 안전도에 대한 부분안전계수를 제안하였다. 본 연구에서 제안한 부분안전계수를 사용하여 계산한 신뢰도 지수가 JPHA(2007)의 완경사 결과와 급경사 결과 사이에 위치함을 보임으로써 제안된 부분안전계수의 적합성을 부분적으로 검증하였다. 제안된 부분안전계수를 이용하여 기존 방파제의 케이슨 폭과 신뢰도 지수를 역으로 계산하였다. 결정론적 설계법으로 설계된 기존 방파제의 신뢰도 지수가 큰 변동 폭을 보이는 반면, 부분안전계수법으로 계산된 값은 작은 변동 폭을 보인다. 이는 목표 파괴확률이 주어졌을 때 부분안전계수법으로 일관성 있는 설계를 할 수 있음을 의미한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1B호
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• pp.59-69
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• 2012

불확실성이 큰 해안환경을 효과적으로 고려할 수 있는 확률설계의 필요성이 요구되고 있다. 하지만 결정론적 설계법에 익숙한 설계자는 기존 방법과 유사하면서 확률적 개념이 도입된 설계법을 원한다. 따라서 국내외적으로 부분안전계수 설계법이 새로운 설계법으로 채택되고 있다. 국내에서는 경사식 방파제의 피복재로 Tetrapod가 널리 사용된다. 미국과 유럽에서 개발된 부분안전계수 설계법이 Tetrapod를 포함하고는 있지만 제한된 파랑 및 구조물 단면 조건에서 개발되었기 때문에 실제 설계에 사용하기에는 미흡한 부분이 있다. 본 연구에서는 무역항 16곳과 연안항 15곳의 116개 단면 및 파랑조건에서 FORM과 최적화 보정 기법을 사용하여 Tetrapod 피복블록의 부분안전계수를 산정하였다. 특히, Weibull 극치파고 분포의 형상 모수에 따른 부분안전계수를 제안하였다. 그 외 극치분포 형태에 대해서는 왜곡도와 형상 모수의 관계를 통해 본 연구의 부분안전계수를 적용할 수 있다. 마지막으로 제안된 부분안전계수를 기존 구조물에 적용하여 목표수준을 잘 만족하는지 확인하였고 기존에 개발된 부분안전계수보다 적용성과 실효성이 우수함을 보였다.

• 산업기술연구
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• 제28권B호
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• pp.157-165
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• 2008

Level II AFDA and Level III MCS reliability models are applied to analyze the stability of armor units on trading and coastal harbors in Korea. Hudson's formula and Van der Meer's formula are used in this reliability analysis. Also, probability density functions of reliability index and probability of failure are derived by the additional analysis. In addition, the partial safety factors of all harbors related to armor units can be straightforwardly evaluated by the inverse-reliability method. The upper and lower limits and average level of partial safety factors can be statistically investigated with the results of all cases applied in this paper. Therefore, it may be possible to design armor units of new breakwaters including the uncertainty of random variable and target level by using the present results.

• 문화기술의 융합
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• 제6권2호
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• pp.55-70
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• 2020

이 연구는 소규모 건설현장 구조물 공사 참여 근로자들을 대상으로 위험유발요인과 안전점검이 재해 저감 대책에 미치는 영향을 밝히고자 하였으며, 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 위험유발요인이 인적요인에 미치는 영향에서 작업준비와 거푸집 해체, 그리고 조치 여부, 기록유지가 통계적으로 유의미한 영향을 미쳤다. 이는 안전점검은 위험유발요인이 인적요인에 미치는 영향에서 부분 매개 효과가 있음을 알 수 있었다. 둘째, 위험유발요인이 설비적요인에 미치는 영향에서 작업준비와 조치 여부가 유의미한 영향을 미쳤다. 따라서 안전점검은 위험유발요인이 설비적요인에 미치는 영향에서 부분 매개 효과가 있음을 알 수 있었다. 셋째, 위험유발요인이 관리적 요인에 미치는 영향에서 동바리설치와 위험성 평가가 유의미한 영향을 미쳤다. 따라서 안전점검은 위험유발요인이 관리적 요인에 미치는 영향에서 부분 매개 효과가 있음을 알 수 있었다. 넷째, 위험유발요인이 작업적요인에 미치는 영향에서 동바리설치에서만 유의미한 영향을 미쳤다. 따라서 안전점검은 위험유발요인이 작업적요인에 미치는 영향에서 완전매개 효과가 있음을 알 수 있었다. 마지막으로, 위험유발요인이 재해 저감 대책에 미치는 영향에서 작업준비와 동바리설치 그리고 조치 여부가 유의수준에서 유의미한 정(+)의 영향을 미쳤다. 마지막으로 기록유지는 유의수준에서 유의미한 부(-)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결론적으로 안전점검은 위험유발요인이 관리적 요인에 미치는 영향에서 부분 매개 효과가 있음을 알 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.300-309
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• 2008

지금까지 연구된 피복석의 부분안전계수는 각 확률변수가 독립이라고 가정하여 계산하였다. 하지만 피복석의 안정공식 중 van der Meer 공식에서 파형경사와 파고는 독립이 아니며 상관성을 가지고 있다. 본 연구에서는 이들의 상관성을 고려한 부분안전계수를 산정하였고 이를 상관성을 고려하지 않은 다른 연구자들의 결과와 비교하였다. 파고와 파형경사의 상관성은 주기의 변동성과 밀접한 관계가 있다. 주기의 변동성이 작아짐에 따라 파고와 파형경사의 상관성은 커지며, 상관성 고려 여부에 따른 계산 결과의 차이가 커진다. 따라서 주기의 변동성이 작은 지역에서는 상관성을 충분히 검토하여 부분안전계수를 산정해야 할 것이다.

• 산업기술연구
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• 제28권B호
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• pp.149-156
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• 2008

A reliability model of Level II AFDA is developed to analyze the stability of armor units on the sloped coastal structures. Additionally, the partial safety factors of random variables related to armor units can be straightforwardly evaluated by applying the inverse-reliability method in which influence coefficients and uncertainties of random variables, and target probability of failure are combined directly. In particular, a design equation for armor units is derived in terms of the same criteria as deterministic design method in order to apply the reliability-based design method of Level I without some understanding to the reliability analysis. Finally, it is confirmed that several results redesigned by the reliability-based design method of Level I have satisfactorily agreement with results of CEM as well as those of Level II AFDA.

• Computers and Concrete
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• 제2권1호
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• pp.31-53
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• 2005

In the present structural codes the safety verification is based on a linear analysis of the structure and the satisfaction of ultimate and serviceability limit states, using a semi-probabilistic security format through the consideration of partial safety factors, which affect the action values and the characteristic values of the material properties. In this context, if a non-linear structural analysis is wanted a difficulty arises, because the global safety coefficient, which could be obtained in a straightforward way from the non-linear analysis, is not directly relatable to the different safety coefficient values usually used for the different materials, as is the case for reinforced concrete structures. The work here presented aims to overcome this difficulty by proposing a methodology that generalises the format of safety verification based on partial safety factors, well established in structural codes within the scope of linear analysis, for cases where non-linear analysis is needed. The methodology preserves the principal assumptions made in the codes as well as a reasonable simplicity in its use, including a realistic definition of the material properties and the structural behaviour, and it is based on the evaluation of a global safety coefficient. Some examples are presented aiming to clarify and synthesise all the options that were taken in the application of the proposed methodology, namely how to transpose the force distributions obtained with a non-linear analysis into design force distributions. One of the most important features of the proposed methodology, the ability for comparing the simplified procedures for second order effects evaluation prescribed in the structural codes, is also presented in a simple and systematic way. The potential of the methodology for the development and assessment of alternative and more accurate procedures to those already established in codes of practice, where non-linear effects must be considered, is also indicated.