• 한국지구과학회지
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• 제41권3호
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• pp.238-247
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• 2020

미국 남캘리포니아 지진센터에서 개발한 광대역 강지진동 모사 플랫폼을 이용하여 한반도 중대규모 지진에 대해서 부지 효과를 고려한 강지진동 지진파형 모사를 수행하고 진도 감쇠 특성을 분석하였다. SCEC BBP는 시나리오 지진에 대해 광대역(0-10 Hz)으로 지진 파형을 생성 할 수 있는 소프트웨어 플랫폼이다. 본 연구에서는 5가지 모델링 방법론 중 Song Model을 사용하였다. 규모 6.0, 6.5, 7.0의 지진에 대해서 각각 약 50회의 지진 모델링을 수행하였으며 부지효과(V_S30)를 고려하기 전과 후에 계산된 합성 지진 파형으로부터 최대 지반 가속도(PGA), 최대 지반 속도(PGV)와 같은 최대지진동 대표값을 산출하였다. 산출된 최대지진동 대표값은 계기진도 변환식을 이용하여 진도분포로 변환하였다. 부지효과 고려 시에는 V_S30속도에 따라 연약지반 또는 충적층 지역에서 진도값이 증폭되어 나타남을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권6호
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• pp.647-657
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• 2020

2004년 5월 29일 발생한 울진해역지진(Mw 5.1)과 관련된 대기 인프라사운드 신호가 철원(진앙 거리 321 km) 및 대전(256 km) 관측소에 기록되었다. 신호의 지속시간은 수 분 이상이며, 음원 방향을 지시하는 후방-방위각은 28°이상의 큰 변화를 보였다. 역-투사 방법과 신호 감쇄 보정 결과, 인프라사운드 신호는 삼척-울진-포항까지 연결되는 약 4,600 ㎢ 면적의 지반운동으로 발생하였으며, 음원 최대 크기(BSP)는 11.1 Pa로 계산되었다. 이 결과는 최대지반가속도(PGA) 자료로 계산한 음원 최대 크기(PSP)와도 부합하고 있으며, 지진 발생 당시 인프라사운드 신호 탐지를 가능케 했던 최소 지반운동은 ~3.0 cm s-2 이상으로 확인되었다. 울진해역지진이 비록 동해 해역에서 발생하였지만, 진앙과 가까운 강원도 남부-경상북도의 고지대를 따라 전파한 표면파의 지반운동으로 회절 인프라사운드가 효과적으로 발생한 것으로 해석된다. 인프라사운드 관측을 통한 원거리 지진 지반운동 특성 추정 방법은 지진관측망이 설치되어 있지 않거나 관측소 수가 적은 지역을 대상으로 활용이 가능할 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.187-197
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• 2009

본 논문은 진동수에 따른 취약도 곡선과 손상확률을 제시하였다. 취약도곡선과 손상확률은 주어진 지진동에 의해 임의의 구조물이 견딜 수 있는 손상의 정도를 나타낸다. 지진에 의한 피해는 지진이 가지는 불확실성으로 인하여 확률적으로 예측하여야 한다. 기존 연구와 달리 본 연구에서는 비선형 동적 해석과 실험 결과를 이용하였다. 본 연구에서는 프리스트레스트 콘크리트 교량에 대한 수치적 시뮬레이션을 통하여 주어진 최대지반가속도에 따른 5단계의 손상 단계별 손상확률을 구하였다. 취약도 곡선을 산출하기위해 해석적 연구를 수행하였다. 이를 위해 지반조건에 따라 각각 100개의 인공지진파를 생성하고 비선형 시간이력해석을 수행하였다. 손상단계는 기존의 실험 결과에 기초한 성능기반에 따라 정의하였으며 RC 교각의 지진거동을 변위연성도로 나타내었다. 손상단계 및 지반가속도를 이용하여 PSC교량의 지반조건에 따른 손상곡선을 도출하여 비교분석하였다. 연구 결과에 따르면 지반조건 및 구속철근량에 따른 손상확률의 차이를 확인할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2A호
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• pp.119-130
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• 2009

구조물의 지진취약도 곡선은 최대지반가속도, 가속도 스펙트럼($S_a$) 혹은 변위 스펙트럼($S_d$)등과 같은 지진의 크기를 나타내는 다양한 수준에 대하여 정해진 손상상태를 초과할 확률을 나타내는 것으로 구조물의 내진성능과 지진위험도를 평가하는데 아주 중요하다. 본 논문의 목적은 국내 교량의 대표적인 형식의 하나인 PSC BOX 거더교에 대한 지진취약도를 분석하는 것이다. 이를 위해 실제지진기록을 사용하여 국내 내진설계기준에 적합한 인공지진을 작성하여 예제교량에 대한 비탄성 시간이력해석을 수행하여 Shinozuka 등이 제안한 방법을 사용하여 지진취약도 곡선을 작성하였다. 최대지반가속도에 비해 구조물의 손상을 나타내기에는 $S_a$와 $S_d$가 보다 적절하므로 지진취약도 곡선을 $S_a$와 $S_d$ 단위로 전환하여 나타내었다. 비탄성 시간이력해석에 의해 평가된 최대지반가속도, $S_a$, $S_d$ 단위의 취약도 곡선을 HAZUS에서 사용하는 간편식을 이용한 지진취약도곡선과 비교하여 평가하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제11권1호
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• pp.109-118
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• 1999

국내에서는 1988년부터 내진 규준이 시행되었으며, 따라서 그 이전에 지어진 저층 철근콘크리트 건물들은 내진 규준이 적용되지 않고 단지 축하중만을 고려하여 설계되었다. 그러므로 약한 지진이 발생하여도 이러한 건물들은 심한 피해를 입을 수 있다. 본 논문에서는, 내진 규준이 시행되기 이전에 지어진 비내진 저층 철근콘크리트 모멘트 저항 골조의 지진 발생시 거동과 피해를 알아보기 위하여, 실제 존재하는 비내진 건물 중 3층 철근콘크리트 라멘조 공공청사 건물의 외부 적합부를 교차보가 있는 것과 없는 것의 2종류를 1/2의 실물크기로 제작하고, 횡방향 변위 제어로 반복하중을 가하여 실험을 수행하였다. 비내진 접합부의 가장 큰 특징은 적합부내의 횡보강근이 없다는 것이다. 실험을 통하여 균열의 형태, 강도${\cdot}$강성의 저하, 에너지 소산 그리고 기둥과 보 부재의 철근 미끄러짐을 조사하였다. 국내에서 규정하고 있는 최대지반가속도인 0.12g크기의 횡방향 하중을 가력하였을 경우에는 균열이 발생하지 않았으나, 횡방향 하중을 0.12g이상으로 증가할수록 교차보가 없는 외부접합부에서 전단균열이 발생하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권6호
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• pp.959-982
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• 2015

In this study, a non-stationary random earthquake Clough-Penzien model is used to describe earthquake ground motion. Using stochastic direct integration in combination with an equivalent linear method, a solution is established to describe the non-stationary response of lead-rubber bearing (LRB) system to a stochastic earthquake. Two parameters are used to develop an optimization method for bearing design: the post-yielding stiffness and the normalized yield strength of the isolation bearing. Using the minimization of the maximum energy response level of the upper structure subjected to an earthquake as an objective function, and with the constraints that the bearing failure probability is no more than 5% and the second shape factor of the bearing is less than 5, a calculation method for the two optimal design parameters is presented. In this optimization process, the radial basis function (RBF) response surface was applied, instead of the implicit objective function and constraints, and a sequential quadratic programming (SQP) algorithm was used to solve the optimization problems. By considering the uncertainties of the structural parameters and seismic ground motion input parameters for the optimization of the bearing design, convex set models (such as the interval model and ellipsoidal model) are used to describe the uncertainty parameters. Subsequently, the optimal bearing design parameters were expanded at their median values into first-order Taylor series expansions, and then, the Lagrange multipliers method was used to determine the upper and lower boundaries of the parameters. Moreover, using a calculation example, the impacts of site soil parameters, such as input peak ground acceleration, bearing diameter and rubber shore hardness on the optimization parameters, are investigated.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권12호
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• pp.5-14
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• 2019

최근 우리나라에서 지진이 발생하여 대도시의 초고층 건물의 내진연구가 증가하고 있다. 하지만 대부분의 초고층 건물의 내진연구 및 해석은 지반을 간접적으로 고려하고 있다. 또한 지진파 탁월주기의 영향이 거의 고려되고 있지 않는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지진파 탁월주기가 초고층 건물 동적거동에 미치는 영향이 지반을 고려하는 연속체 모델을 적용하여 분석되었다. 이를 위해 유한요소기반의 수치해석 프로그램인 MIDAS GTS NX를 사용하여 선형시간이력해석을 적용한 2D 동적해석을 수행하였다. 또한 동적거동 분석을 위해 수평변위, 층간변위비, 휨응력 및 건물 취약부를 이용하였다. 연구 결과, 전반적으로 초고층 건물은 지진파 탁월주기가 길어질수록 더 큰 동적반응이 발생하였다. 또한 지진파 탁월주기가 다른 파라미터인 지반조건, 지진파 크기보다 더 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.187-200
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• 2023

본 연구에서는 주변 환경에 따른 굴착식 터널의 지진취약도 변화에 대한 분석을 진행하고 대표 지진취약도 모델을 제시하였다. 기 개발된 굴착식 터널의 지진취약도 모델들에 대한 분석을 진행한 후 각 모델들에 가중치를 부여하여 주변 환경에 맞게 새로 가중조합한 모델을 개발하였다. 주변 환경은 굴착식 터널 주변의 지반조건과 매설 깊이를 고려하였다. 지진취약도 곡선의 피해 발생 확률은 최대지반가속도(PGA)를 매개변수로 하여 결정된다. PGA가 0.3 g일 때 매설 깊이가 50 m이하의 조건에서는 경미한 손상을 초과하는 피해 확률이 20%, 매설 깊이가 50 m 이상 100 m 이하의 조건에서는 피해 확률이 10%, 매설 깊이 100 m 이상의 조건에서는 피해 확률이 3% 이하로 매설 깊이에 따라 피해 확률이 점차 낮아지는 것을 확인하였다. 또한 주변 지반이 토양으로 되어있을 때보다 암반으로 되어있을 때 동일한 지표의 PGA에 대해 같은 매설 깊이에서 피해 확률이 크게 나타나며, 매설 깊이가 깊어질수록 피해 확률이 작아진다. 이 연구는 향후 터널의 종합적 지진취약도 함수 개발에 유용하게 사용될 것으로 기대된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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• pp.87-92
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• 2005

강진이 발생시 국내 지진동 수준 및 감쇠특성을 간접적으로 유추하기 위하여 2005년 3월 20일 발생한 규모 7.0의 후쿠오카 지진의 감쇠특성을 산정하고 그 결과의 적합성 여부를 알아보았다. 일본 방재과학 기술연구소에 운영중인 시추공 지진관측소 KIK-net 기록의 지반운동(PGA, SA)과 기존에 전력연구원에서 개발한 고리원전 부지에 대한 지반운동 감쇠식의 지반운동(PGA, SA)을 비교해 본 결과 잘 부합되었으며, 이로부터 고리원전 감쇠식이 강진에 대한 지진동을 비교적 적합하게 평가함을 확인할 수 있었다. 또한 시추공 KIK-net 자료의 응답스펙트럼과 일본의 원전 설계스펙트럼인 오사키 스펙트럼을 비교한 결과 후쿠오카 지진의 진동 수준이 낮게 평가되었다. 이는 전 세계에서 발생하는 강진 자료를 이용한 경험적인 응답스펙트럼이라고 할지라도 부지특성에 따라 부합되지 않을 수도 있음을 시사하고 있어 부지고유 응답스펙트럼의 개발이 필요함을 재차 확인하였다.

• 지구물리
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• 제8권3호
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• pp.109-113
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• 2005

강진이 발생시 국내 지진동 수준 및 감쇠특성을 간접적으로 유추하기 위하여 2005년 3월 20일 발생한 규모 7.0의 후쿠오카 지진의 감쇠특성을 산정하고 그 결과의 적합성 여부를 알아보았다. 일본 방재과학 기술연구소에 운영중인 시추공 지진관측소 KIK-net 기록의 지반운동(PGA, SA)과 기존에 전력연구원에서 개발한 고리원전 부지에 대한 지반운동 감쇠식의 지반운동(PGA, SA)을 비교해 본 결과 잘 부합되었으며, 이로부터 고리원전 감쇠식이 강진에 대한 지진동을 비교적 적합하게 평가함을 확인할 수 있었다. 또한 시추공 KIK-net 자료의 응답스펙트럼과 일본의 원전 설계스펙트럼인 오사키 스펙트럼을 비교한 결과 후쿠오카 지진의 진동 수준이 낮게 평가되었다. 이는 전 세계에서 발생하는 강진 자료를 이용한 경험적인 응답스펙트럼이라고 할지라도 부지특성에 따라 부합되지 않을 수도 있음을 시사하고 있어 부지고유 응답스펙트럼의 개발이 필요함을 재차 확인하였다.