• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.233-235
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• 2003

To obtain a low ground resistance in high resistivity soil or in insufficient place such as downtown, long vertical ground rods are often used. However, if the lightning current or fault current with high frequency flows into the grounding system, the ground impedance is significantly increased. This paper presents how the impulse current works on the long vertical ground rods with a different length. As a result, it can be estimated what the waveform is composed of and how the GPR is affected by the rate of current change.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1849-1851
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• 2003

To obtain a low ground resistance in high resistivity soil, long vertical ground rods are often used. However, if the lightning current or fault current with high frequency flow into the grounding system, the ground impedance is significantly increased because of the inductive behavior. This paper presents how the impulse current works on the long vertical ground electrodes. The different shape of current was impressed between ground rods and auxiliary electrode by using impulse generator and the ground impedance was calculated from the ground potential rise.

• 터널과지하공간
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• 제26권2호
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• pp.59-67
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• 2016

본 논문에서는 해저 하이드레이트 퇴적층에서의 메탄가스 생산 과정에서 발생 가능한 생산정 주변 단층의 재활성화 가능성을 수치해석을 통해 평가하고 재활성화에 따른 미소지진 규모를 예측한 결과를 소개하였다. 가스 생산에 의한 하이드레이트 퇴적층의 유효응력 변화 및 역학적 변형은 TOUGH+Hydrate 코드와 FLAC3D 코드를 순차적으로 연계해석함으로써 시뮬레이션하였다. 단층면 재활성화 기준은 모어쿨롱(Mohr-Coulomb)법칙이 유효한 것으로 가정하였다. 30일간의 시험생산 해석 결과, 감압에 의한 공극압력 감소 및 유효응력의 증가가 주변 단층의 활성화를 일으킬 가능성은 크지 않은 것으로 나타났다. 초기응력 조건에 따른 활성화 가능성을 활동마찰각으로 평가한 결과로부터 수평응력에 비해 수직응력이 상대적으로 큰 정단층 응력조건(normal fault stress regime)에서 단층 재활성화 가능성이 상대적으로 큰 것으로 파악되었다. 또한, 정단층 응력조건에서 단층 재활성화에 기인한 유도지진 발생규모를 모멘트 크기(moment magnitude)로 추정할 경우, 모두 음(-)의 값을 보여 인간이 감지하지 어려운 수준의 미소지진에 해당하는 결과를 보였다. 다만, 본 해석은 하이드레이트 생산과정에서의 단층재활성화 가능성 평가를 목적으로 한 해석기법 구축 및 그 적용성을 소개할 목적으로 상당히 단순화된 지질구조 모델을 가정한 결과이므로, 향후 하이드레이트 시험 생산 및 상업 생산 지역에서의 상세 지질구조, 입력 물성 및 생산 설계조건을 반영한 해석에서는 상이한 결과를 보일 수 있을 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.127-140
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• 2015

단층은 굴착공사 중 발생하는 붕괴의 주요원인 중 하나이다. 하지만 단층대 내에서 주요 파괴면으로 작용하는 단층 핵은 파쇄암과 가우지가 불균질하게 분포하는 부분으로서 전단강도의 분포범위가 넓기 때문에 안정성 해석 시 경험적으로 결정되는 경우가 많다. 본 연구에서는 경주와 울산의 12개 지점에서 채취한 62개의 단층 핵 시료를 대상으로 직접전단시험과 입도 분석을 수행하였다. 실내시험으로 얻어진 결과를 이용하여 회귀 분석을 수행하여 수직응력별 입도에 따른 전단강도의 범위를 결정하였다. 자갈의 무게비는 전단강도와 비례하며, 실트 및 점토의 무게비는 반비례하는 것으로 나타났다. 결정계수는 대부분 약 0.7 이상으로 시료의 불균질성을 고려할 때 비교적 높게 나타났으며, 분석된 회귀모형의 95% 신뢰 구간을 설정하여 무게비에 따른 전단강도의 상한과 하한 범위를 결정하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제16권2호
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• pp.221-234
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• 2019

Today, many important concrete face rockfill dams (CFRDs) have been built on the world, and some of these important structures are located on the strong seismic regions. In this reason, examination and monitoring of these water construction's seismic behaviour is very important for the safety and future of these dams. In this study, the nonlinear seismic behaviour of Ilısu CFR dam which was built in Turkey in 2017, is investigated for various reservoir water heights taking into account 1995 Kobe near-fault and far-fault ground motions. Three dimensional (3D) finite difference model of the dam is created using the FLAC3D software that is based on the finite difference method. The most suitable mesh range for the 3D model is chosen to achieve the realistic numerical results. Mohr-Coulomb nonlinear material model is used for the rockfill materials and foundation in the seismic analyses. Moreover, Drucker-Prager nonlinear material model is considered for the concrete slab to represent the nonlinearity of the concrete. The dam body, foundation and concrete slab constantly interact during the lifetime of the CFRDs. Therefore, the special interface elements are defined between the dam body-concrete slab and dam body-foundation due to represent the interaction condition in the 3D model. Free field boundary condition that was used rarely for the nonlinear seismic analyses, is considered for the lateral boundaries of the model. In addition, quiet artificial boundary condition that is special boundary condition for the rigid foundation in the earthquake analyses, is used for the bottom of the foundation. The hysteric damping coefficients are separately calculated for all of the materials. These special damping values is defined to the FLAC3D software using the special fish functions to capture the effects of the variation of the modulus and damping ratio with the dynamic shear-strain magnitude. Total 4 different reservoir water heights are taken into account in the seismic analyses. These water heights are empty reservoir, 50 m, 100 m and 130 m (full reservoir), respectively. In the nonlinear seismic analyses, near-fault and far-fault ground motions of 1995 Kobe earthquake are used. According to the numerical analyses, horizontal displacements, vertical displacements and principal stresses for 4 various reservoir water heights are evaluated in detail. Moreover, these results are compared for the near-fault and far-faults earthquakes. The nonlinear seismic analysis results indicate that as the reservoir height increases, the nonlinear seismic behaviour of the dam clearly changes. Each water height has different seismic effects on the earthquake behaviour of Ilısu CFR dam. In addition, it is obviously seen that near-fault earthquakes and far field earthquakes create different nonlinear seismic damages on the nonlinear earthquake behaviour of the dam.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.643-659
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• 2022

최근 지중저장기술(예, 온실가스 심지층 처분, 인공지열저류층 발전 등)이 활발히 수행됨에 따라, 유체 주입과 저장부지 안정성 사이의 역학적 관계에 관한 정량적 이해의 중요성이 인지되고 있다. 지중 유체 주입은 공극압 및 지중응력 교란과 지층의 역학적 불안정성을 야기할 수 있어, 유체 주입에 대한 다공탄성 수치 모형 구축이 요구된다. 본 연구에서는 순차적인 COMSOL-PyLith-COMSOL 유체 주입-유발지진 다공탄성 수치 모사를 수행한다. 유한요소 상용 소프트웨어인 COMSOL을 이용해 단층에 가해지는 쿨롱 파괴 응력(CFS) 변화를 시간에 따라 추적하였고, CFS 변화량이 임계값(예, 0.1 MPa)을 초과할 경우, 모형의 정보(기하구조, 물성 등)를 유한요소 오픈소스 코드인 PyLith로 이동시키는 알고리즘을 구축했다. PyLith는 단층의 미끄러짐을 모사하고, 미끌림에 의한 변위장을 획득한다. 이후 변위장을 COMSOL로 이동시켜 지진에 의한 응력 및 표면 변위를 계산한다. 수치 모사 결과, 주입 기간 중엔 주입정 근거리에서 큰 변화(공극압, CFS 변화 등)를 보였고, 주입 종류 후에는 잔류 응력이 원거리 영역으로 확산하는 양상이 나타났다. 이는 주입 종료 후 지속적인 모니터링의 필요성을 제안한다. 또한, 단층과 주입층 물성(예, 투수계수, Biot-Willis 계수)에 따른 CFS 변화량 비교는 주입정 위치 선정 시 주입층 및 주변 지층에 대한 물성 파악이 중요함을 의미한다. 단층 미끄러짐 양에 따른 표면 변위 및 이암층에 가해지는 편차응력은 다양한 단층 미끌림 시나리오 설정의 필요성을 지시한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제22권4호
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• pp.383-397
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• 2018

Traditional base isolation systems focus on isolating the seismic response of a structure in the horizontal direction. However, in regions where the vertical earthquake excitation is significant (such as near-fault region), a traditional base-isolated building exhibits a significant vertical vibration. To eliminate this shortcoming, a rocking-isolated system named Telescopic Column (TC) is proposed in this paper. Detailed rocking and isolation mechanism of the TC system is presented. The seismic performance of the TC is compared with the traditional elastomeric bearing (EB) and friction pendulum (FP) base-isolated systems. A 4-storey reinforced concrete moment-resisting frame (RC-MRF) is selected as the reference superstructure. The seismic response of the reference superstructure in terms of column axial forces, base shears, floor accelerations, inter-storey drift ratios (IDR) and collapse margin ratios (CMRs) are evaluated using OpenSees. The results of the nonlinear dynamic analysis subjected to multi-directional earthquake excitations show that the superstructure equipped with the newly proposed TC is more resilient and exhibits a superior response with higher margin of safety against collapse when compared with the same superstructure with the traditional base-isolation (BI) system.

• 자원환경지질
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• 제29권3호
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• pp.345-355
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• 1996

2차원 지하구조를 해석함에 있어 1차원 역산에 근거한 수직탐사자료 해석의 타당성과 수평탐사에 있어 여러가지 전극배열법의 효율성이 연구되었다. 수직암맥, 판상기둥, 매몰수직단층, 램프 (ramp), 복합구조와 같은 2차원 모델로부터 유한차분법을 이용하여 3 포인트, 쌍극자, 베너 (Wenner), 슐럼버저 (Schlumberger) 수평탐사의 겉보기비저항 곡선을 구하고 이를 비교 분석하였다. 수직탐사의 경우에는 슐럼버저와 베너 배열법에 대하여 1차원 역산자료를 내심하여 얻은 자료로부터 2차원 단면도를 구하여 비교하였다. 이러한 2차원 단면도는 각 모델에 대하여 비저항의 수칙, 수평적인 경계면을 잘 보여주고 있다. 또한 슐럼버저 수평탐사의 겉보기 비저항 곡선은 수직적인 비저항의 경계면을 잘 보여주고 있다. 전반적으로 수직, 수평 전기탐사의 경우에 있어 슐럼버저 배열법이 다른 전극배열법보다 우수한 결과를 보여주고 있다. 본 연구로부터, 1차원 역산에 근거한 2차원 지하구조의 해석이 가능함을 알 수 있다.

• 암석학회지
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• 제26권3호
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• pp.167-181
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• 2017

청량산 지역은 산세가 웅장하고 4계절의 경관이 아름다워 1982년에 도립공원($49.51km^2$)으로 지정되었으며, 청량사 주변은 암석단애, 암봉, 동굴 등에 의해 지형경관이 수려하여 2007년 명승 제23호($4.09km^2$)로 지정되었다. 특히 청량산역암층과 오십봉현무암층은 지형적 경관면에서 가장 멋진 절경을 드러내며 청량산 도립공원을 지정하게 만든 주체이다. 이 암층에는 능선부에 12개 암봉을 이루고 있으며, 청량 계곡, 한티 및 천애 계곡에 어풍대, 풍월대, 밀성대, 병풍바위, 금강대 등의 많은 암석단애들을 가지고, 그 단애에 김생굴, 금강굴, 원효굴, 한생굴 등의 동굴들을 형성하고 있다. 이 계곡들은 WNW-ESE 방향의 단층에 의한 단층곡에 해당된다. 암석단애들은 청량산역암층과 오십봉현무암층에서 WNW-ESE 방향의 단층에 평행한 수직절리에 의해 이루어진 암벽이고, 동굴들은 단애에서 풍화에 약한 셰일 및 사암의 층리에 따른 차별적 풍화침식에 의해 형성된 것이다. 암봉들은 교차하는 두 방향 수직절리에 의해 능선부가 차별침식되어 형성된 지형경관이다. 이수직절리는 WNW-ESE 방향의 남애단층 및 한티 계곡단층, NNE-SSW 방향의 태곡단층에 거의 평행한 절리들이다. 그러므로 이러한 지형적 특징은 청량산역암층과 오십봉현무암층에서 단층의 존재, 암질차이와 이에 따른 차별적 풍화침식에 그 원인이 있다고 하겠다.

• 자원환경지질
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• 제24권4호
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• pp.421-434
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• 1991

경상분지내에서 가장 뚜렷한 선구조로 나타나는 양산 단층이 지나는 곳으로 생각되는 네 지역을 선정하여 육상자력탐사를 실시하였다. 정성적 분석을 위한 자료처리과정으로는 표준자기장 (IGRF) 보정, 상향 연속과 자극화 변환을 수행하였고, 정량적 해석을 위해서는 수평 2층 지하 지질구조에 있어서 하부층까지의 심도를 모델변수로 하는 비선형 자동 역산법을 적용하였다. 육상자력 이상도의 상향 연속 결과와 동일 지역에서 수행된 항공 자력 탐사자료를 비교한 바에 의하면 두 자료의 유사도가 비교적 높게 나타났다. 네 곳의 탐사지역내에서 양산 단층의 주향은 북동$6^{\circ}-15^{\circ}$의 경향이 우세하게 나타났으며, 단층의 경사는 지역적인 암상의 변화에도 불구하고 수직내지 약간 동쪽 방향의 경사를 갖는 것으로 나타났다. 탐사 지역중 가장 북쪽에 위치하는 안강부근의 제 1 탐사지역에서는 단층구조에 의한 자력효과가 화성암의 관입에 의한 효과와 함께 나타난 복잡한 양상을 띠며, 언양부근의 제 2 탐사 지역에서는 단층면을 따라 약 200 - 300 미터의 폭을 갖는 화산성, 혹은 화성 기원의 관입이 일어난 것으로 보인다. 용연 부근의 제 3 지역에서는 다른 지역과는 달리 단층운동에 의한 것으로 생각되는 파쇄대가 약 600 - 700 미터 정도의 폭으로 비교적 뚜렷하게 나타났다. 가장 남쪽에 위치하는 양산부근의 제 4 지역에서는 안산암 시료가 매우 큰 대자율 값을 보이며, 본 연구 결과 이 지역의 단층선은 기존 연구에서 제시된 단층선보다 약 500 미터 정도 동쪽으로 치우쳐 나타난다.