• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권1호
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• pp.386-400
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• 2022

Seismic fragility analysis, a part of seismic probabilistic risk assessment (SPRA), is commonly used to establish the relationship between a representative property of earthquakes and the failure probability of a structure, component, or system. Current guidelines on the SPRA of nuclear power plants (NPPs) used worldwide mainly reflect the earthquake characteristics of the western United States. However, different earthquake characteristics may have a significant impact on the seismic fragility of a structure. Given the concern, this study aimed to investigate the effects of earthquake characteristics on the seismic fragility of concrete containments housing the OPR-1000 reactor. Earthquake time histories were created from 30 ground motions (including those of the 2016 Gyeongju earthquake) by spectral matching to the site-specific response spectrum of Hanbit nuclear power plants in South Korea. Fragility curves of the containment structure were determined under the linear response history analysis using a lumped-mass stick model and 30 ground motions, and were compared in terms of earthquake characteristics. The results showed that the median capacity and high confidence of low probability of failure (HCLPF) tended to highly depend on the sustained maximum acceleration (SMA), and increase when using the time histories which have lower SMA compared with the others.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1C호
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• pp.65-76
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• 2010

최근 지진 발생 사례들에서는 암반보다는 대부분 토사 퇴적층으로 구성된 부지에서의 심각한 지진 피해를 보여주고 있다. 이는 지진지반 운동의 증폭을 야기하는 부지 효과가 기반암 위 토사의 공간적 분포 및 동적 특성에 주로 관련되어 있기 때문이다. 본 연구에서는 지반 자료에 관한 통합적 GIS 기반의 정보 시스템을 국내 대표적 대도시 지역인 서울에서의 지진 운동에 대한 지역적 종합 대책 수립의 일환으로 구축하였다. 서울 지역에 대한 GIS 기반 지반 정보 시스템을 구축하기 위하여, 연구 대상 영역 및 인근에 대한 기존 지반 조사 자료의 수집이 이루어 졌고 지표 지반-지식 자료의 확보를 위한 부지 방문 조사가 추가적으로 수행되었다. 관심 대상 영역의 부지 효과 평가를 위한 지반 정보 시스템의 실질적 적용 목적으로, 지반지진공학적 변수인 기반암 심도 및 부지 주기에 관한 지진재해 구역 지도를 작성하고 지진 유발 재해 예측을 위한 지역적 종합 대책으로 제시하였다. 또한, 서울 지역 내 임의 부지 및 하위 행정 단위에서의 내진 설계 및 내진 성능 평가를 위한 부지 증폭계수의 결정 수단으로 부지 분류의 지진재해 구역화를 수행하였다. 본 연구에서 수행된 서울 지역에서의 지진재해 구역화 사례 연구로부터 GIS 기반의 지반 정보 시스템의 대도시에 대한 지진재해의 지역적 예측 뿐만 아니라 지진재해 저감을 위한 의사 결정 지원에서의 활용가능성을 확인하였다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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• pp.97-104
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• 2000

Evaluating a Review-Level Ground Motion is a key to efficiently perform Seismic Margin Assessment of nuclear power plants whose purpose is to determine a ground motion level for which a plant has high-confidence-of-a-low-probability of seismic-induced core damage and to identify any weaker-link components. In this study a method to obtain RLGMs is reviewed which is recommended by Electric Power Research Institute and implemented to be applied to Limerick site in eastern and central U. S as a case study. This method provides reasonable and site-specific RLGMs as minimum required plant HCLPF for SMA that meet a target mean seismic core-damage frequency based on seismic hazard results and generic values of uncertainty and randomness parameters of the core-damage fragility curves. In addition high-frequency RLGM is justifiably modified to reflect the increased seismic capacity of high-frequency components and spatial variation and incoherence of input ground motion on a basemat of large structures by establishing a method to obtain high0-frequency reduction factors according to EPRI guidelines.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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• pp.178-185
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• 1999

Minimum life-cycle cost helps to evaluate cost effectiveness of base-isolated bridges under specific condition. Life-cycle cost mainly consists of the initial construction cost and the expected damage cost. Damage cost estimation needs proper model of input ground motion failure probability evaluation method and limit states definition. We model the input ground motion as spectral density function compatible with the response spectra defined at each seismicity and site condition. Spectrum analysis and crossing theory is suitable for reseating calculation of failure probabilities in the process of cost minimization. Limit states of base-isolated bridges re defined for superstructure isolator and pier respectively The method is applied to both base-isolated bridges and conventional bridges under the same conditions to investigate cost effectiveness of base isolation in low and moderate seismic region. the results show that base-isolation of bridges are more effective in low and moderate seismic region and that the site effects on the economical efficiency may not be negligible in such a region.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제29권6호
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• pp.689-707
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• 2008

This study presents a method to evaluate the seismic risk of an extradosed bridge with seismic isolators of lead rubber bearings (LRBs), and also to show the effectiveness of the LRB isolators on the extradosed bridge, which is one of the relatively flexible and lightly damped structures in terms of seismic risk. Initially, the seismic vulnerability of a structure is evaluated, and then the seismic hazard of a specific site is rated using an earthquake data set and seismic hazard maps in Korea. Then, the seismic risk of the structure is assessed. The nonlinear seismic analyses are carried out to consider plastic deformation of bridge columns and the nonlinear characteristics of soil foundation. To describe the nonlinear behaviour of a column, the ductility demand is adopted, and the moment-curvature relation of a column is assumed to be bilinear hysteretic. The fragility curves are represented as a log-normal distribution function for column damage, movement of superstructure, and cable yielding. And the seismic hazard at a specific site is estimated using the available seismic hazard maps. The results show that in seismically-isolated extradosed bridges under earthquakes, the effectiveness of the isolators is much more noticeable in the columns than the cables and girders.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권8호
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• pp.51-64
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• 2018

판 경계부에 위치하지 않아 큰 규모의 지진이 발생하지 않는 지역으로 알려진 한반도에 최근 경주지진(2016/09/12, $M_L=5.8$)과 포항지진(2017/11/15, $M_L=5.4$)이 발생하였다. 이로 인해 현재 국내 지진에 대한 사회적 관심도가 증가하였고 지진 감쇠식, 액상화 및 지진시 구조물 피해에 대한 연구가 활발히 진행중이다. 하지만 현재 국내 관측소의 경우 설치간격이 조밀하지 않기에 정밀한 지진분석에는 한계가 있다. 이에 기상청에서는 포항지진 이후 신속하게 진원지 주변에 임시관측소를 설치하고 추가로 발생한 여진을 관측하였다. 본 연구에서는 임시관측소와 상시관측소에서 관측된 여진 기록과 수집된 대상구간의 지질구조와 지반정보를 통해 포항지역의 지진 전파특성을 분석하고 기반암 운동을 추정하였다. 분석결과 포항 망천리 지역에서는 지질구조상 분지효과로 의심되는 응답특성과 여진기록이 발견되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권2호
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• pp.161-171
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• 2017

관측된 지반진동은 지진원, 지각감쇠 및 지반의 증폭특성 등 3가지 주요 인자로 구성되어 있고 특히 지반증폭 특성은 지진원 및 감쇠특성을 평가할 때 필요하다. 또한 지진재해도를 분석하기 위해 지반의 증폭 특성에 정보가 내진공학 뿐만 아니라 암반공학적 특성 분석에서 필수적이다. 지반의 증폭특성 분석을 위해 분석대상 관측소와 기준 관측소 지반진동의 수평/수직 비를 이용하는 방법을 적용하였다. 기존의 기준관측소의 수직성분 방법에 더하여 새로이 기준관측소의 수평성분 방법을 새로이 시도하였다. 본 연구는 예당저수지 인근에 설치한 4개의 관측소에서 관측된 6개의 가속도 지반진동을 이용하여 각 지반진동의 S파, Coda파 및 배경잡음 각각을 분석한 지반증폭 특성을 상호 비교하였다. 4개 관측소 공통적으로 S파와 Coda파를 이용한 결과는 상호 유사한 지반증폭 특성을 보였다. 다만 배경잡음은 다른 2개 지진 에너지와 비교할 때 전혀 다른 지반증폭 특성을 보였고 이는 배경잡음의 발생 원인이 관측소 마다 서로 다르기 때문으로 입증되었다. 4개 각각의 지진 관측소마다 저주파수 및 고주파수 증폭특성과 관측소 고유의 우월주파수가 서로 상이하여 관측소 고유의 증폭특성을 보여주었다. 또한 본 연구의 결과와 다른 방법의 결과와 비교하면 지반의 동적특성 및 지반분류 연구에 많은 정보를 제시할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.1-11
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• 2007

This paper verifies the difference of the seismic behavior and seismic damage of the neighboring two reinforced concrete piers damaged by the 1995 Hyogoken Nanbu earthquake. The two piers were almost the same size, carrying slightly different dead load, and were provided with the same reinforcement arrangement except the amount of longitudinal reinforcement at the bottom portion of the piers. The pier with more reinforcement was completely collapsed due to this near field earthquake by shear failure at the longitudinal reinforcement cut-off while the other was only damaged at the bottom by flexure even though the longitudinal reinforcement cut-off was also existed at the mid height of the pier. According to the results of the pseudo dynamic test, the seismic damage was recognized to be greatly dependent on the ground motion characteristics even though the employed ground motions had the same peak acceleration. The severe damage was observed when the test employed the seismic wave that had strong influence to the longer period range compared to the initial natural period of the pier. On the other hand, based on the similar model experiment, the defect of gas-pressure welded splice of longitudinal reinforcement was revealed to save the piers against collapse due to the so-called fail-safe mechanism contrary to the intuitive opinion of some researchers. It was concluded that the primary cause of the collapse of the pier was the extremely strong intensity and peculiar characteristics of the earthquake motion according to both the site-specific and the structure-specific effects.

• 한국지구과학회지
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• 제37권1호
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• pp.40-51
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• 2016

실제 국내에서 관측된 가속도를 이용한 스펙트럼 값이 내진설계기준보다 상대적으로 크게 나타나는 경향을 보이며, 특히 고진동수 구간에서 국내 내진설계 기준이 국내 고유의 지반증폭 특성을 제대로 반영하지 못하고 있어 문제점이 많다고 지적되어 왔다. 지반증폭 특성을 분석할 때 여러 가지 방법이 제시되어 왔으며 본 연구는 현장에서 자주 적용되고 있는 지반진동의 수평/수직 스펙트럼 비율을 이용하는 방법을 적용하였다. 이 방법은 S파 및 레일리파를 이용하는 것으로부터 출발하였으나, 최근 Coda파 및 배경잡음 등에 확대 적용되어 지반의 동적인 증폭특성 연구에 많이 이용되고 있다. 제한된 연구 기간 동안 4개 변전소시설 관측소 각각 2개 지점(노두 및 시추공)에서 운영되었고 본 연구는 4개 관측소의 노두에서 동시에 관측된 3개 중규모 지진의 가속도 지반진동(S파, Coda파 및 배경잡음)을 이용하여 지반증폭을 분석하였다. 분석결과는 4개 관측소 각각에 대해 기존 연구결과인 시추공 지반증폭 특성과 상호 비교하였다. 또한 각각 관측소 및 지점에서 지반의 우월진동수를 이용하여 각각 지반에 대한 등급분류도 시도하였다. 각각의 지진관측소마다 저진동수 및 고진동수 특성, 관측소 고유의 우월진동수가 서로 상이하여 관측소 고유의 증폭특성을 보여주었다. 대다수 관측소는 S파, Coda파 및 배경잡음 에너지를 분석한 결과와 많은 부분이 유사함을 보여 주었다. 물론 본 연구로부터 도출된 결과를 다른 방법에 적용하여 얻어진 결과와 비교한다면 지반의 동적 특성 및 지반분류 연구에 많은 정보를 제시할 수 있다고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.250-255
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• 2017

지진 발생시 지반조건에 의하여 지반운동에 영향을 받으며 내진설계시 지반특성을 고려한 부지응답특성 평가를 수행해야한다. 국내 내진설계기준의 설계지진력을 결정하는 부분은 미국내진설계기준(UBC-1997)을 차용하여 사용하고 있다. 국내 지반특성과 다른 미국의 지반특성에 적합하게 만들어진 기준을 그대로 사용하는 경우 과다 또는 과소 설계의 원인이 될 수 있다. 따라서 국내지반특성에 적합한 설계응답스펙트럼의 개선이 중요하다. 그래서 본 연구에서는 국내 도시지역의 158개 지반을 선정하여 미국 서부지역의 지반 특성과 비교하고 부지응답을 수행하였다. 158개의 지반을 내진설계기준에서 제시하는 분류방법을 이용하여 분류하였을 때 $S_B$에 해당하는 지반이 37개, $S_C$은 107개, 지반 $S_D$은 14개로 분류되었다. 각 분류된 지반과 7개의 입력지진파를 토대로 해석을 수행하였으며, 내진설계기준과 비교 분석 결과, 국내 설계응답스펙트럼은 국내의 도시지역의 지반특성에 비하여 단주기 영역의 증폭을 과소평가하고 장주기 영역의 증폭을 과대평가하는 것으로 나타났다. 158개의 해석대상부지 중에서 77%정도를 차지하는 지반 $S_C$, $S_D$의 결과에서 설계응답스펙트럼과 큰 차이가 발생한다는 것은 국내 내진설계기준에 제시되어있는 증폭계수를 국내 지반특성에 적합하도록 재산정 할 필요성이 있다는 것을 보여준다.