• 지질공학
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• 제17권1호
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• pp.1-13
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• 2007

역사 지진으로 인해 성칩이 붕괴되었던 국내 두 읍성 지역에 대한 국부적 부지 효과를 평가하기 위하여, 현장 시추 조사 및 탄성파 시험을 통해 전단파속도($V_s$) 주상을 포함한 지반 특성을 결정하고 이를 토대로 등가 선형 기법의 부지 응답 해석을 수행하였다. 대상 부지는 심도 30m까지의 평균 전단파속도가 $500{\sim}850m/s$의 분포를 보임에 따라 지반 분류C와 B로 구분되었고, 부지 고유주기는 성벽과 성첩의 고유주기를 포함하는 범위인 $0.06{\sim}0.16$초의 단주기 분포를 보였다. 대상 영역에서의 부지 응답 해석 결과, 지반 분류 B와는 달리 대부분의 부지 조건인 지반 분류 C의 경우 부지 고유 지진 응답 특성인 단주기에서의 큰 증폭으로 인해, 국내 내진 설계 기준의 단주기($0.1{\sim}0.5$초) 증폭계수 $F_a$와 중장주기 ($0.4{\sim}2.0$초) 증폭계수 $F_v$는 각각 지반 운동을 단주기 영역에서는 과소평가하고 중장주기 영역에서는 과대평가함을 확인하였다. 이러한 부지 고유 응답 특성은 단주기 고유 응답을 보이는 성벽 구조물이 지진 발생 시 공진이 발생할 가능성이 높음을 의미하며, 그에 따라 역사 지진 피해 사례인 성첩 붕괴의 지배적인 영향 인자로서 작용했을 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.29-42
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• 2005

서울의 두 평야 지역 4km${\times}$4km에 대한 부지 고유의 지진 응답 특성 평가를 위하여 대상 지역내 총 350개의 시추 자료를 활용하였다. 국내 내륙 지역의 공내 탄성파 시험의 자료와 시주 자료를 이용하여 $N-V_s$ 상관관계를 도출하고, 이를 토대로 선정된 350 시추 위치에서의 깊이별 전단파 속도(Vs) 분포를 결정하여 등가선형 기법의 부지 응답 해석을 수행하였다. 현행 지반 분류 기준인 심도 30m까지의 평균 Vs (Vs30)는 대상 지역 내에서 250${\~}$550 m/s의 분포를 보였고, 그에 따라 대부분의 부지가 지반 분류 C와 D로 분류되었다. 서울 평야 지역의 부지 고유 주기는 국내 지반 증폭 계수의 근간인 미국 서부 지역에 비해 매우 작은 0.1${\~}$0.4초의 분포를 보였다. 비록 몇몇 부지에서 토사 층 내에 연약한 지층이 존재함에 따라 기저 고립 효과가 발생하여 현행 단주기 증폭 계수가 지반 운동을 과대평가하기도 하지만, 미국 서부 지역과의 지반 조건 차이로 인해 전반적으로 서울 평야 지역에서는 현행 국내 내진 설계 기준의 단주기(0.1${\~}$0.5초) 증폭 계수(Fa)는 지반 운동을 과소평가하고 중장주기(0.4${\~}$2.0초) 증폭 계수(Fv)는 지반 운동을 과대평가하고 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권3호
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• pp.203-218
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• 2010

지진 지반운동의 증폭 유발 요인인 부지 효과는 지역적 및 국부적 부지 조건에 직접적인 영향을 받게 됨에도 불구하고, 현행 국내 내진 설계 기준의 부지 분류와 그에 따른 부지 증폭계수는 미국 서부 지역의 기준을 준용한다. 이러한 내진 기준의 경우, 단주기와 중장주기에 관한 두 종류의 부지 증폭계수들을 30 m 심도까지의 평균 전단파속도라는 기준에 따라 A 부터 E까지의 다섯 종류로 분류한다. 본 연구에서는 국내 부지 조건을 반영한 부지 분류 체계를 제시할 목적으로, 경주, 홍성, 해미, 사천의 네 지역에 대해 체계적인 부지 특성 평가를 수행하였으며, 현장에서는 지표면부터 기반암까지의 전단파속도 깊이분포를 결정하고 실내에서는 지반의 비선형적 물성을 획득하였다. 국내 토사층은 미국 서부에 비해 상대적으로 얕고 강성이 크게 파악되었고, 그로 인해 국내의 부지 주기는 상대적으로 작고 좁은 범위에 분포하였다. 현장과 실내에서 구한 지반 특성을 이용하여 등가선형 및 비선형 기법을 적용한 다양한 부지고유 지진응답 해석을 총 75부지를 대상으로 실시하였다. 해석 결과로부터 현행 국내 기준에 정의된 부지 증폭계수는 지반운동을 단주기에서는 과소 평가하고 중장주기에서는 과대평가함을 알 수 있었다. 이러한 차이는 국내와 미국 서부간의 기반암 심도를 포함한 국부적 지반 특성들의 차이로 인한 것이다. 본 연구의 해석 결과와 한반도 대상의 선행 연구 결과들을 토대로 대표 기준인 부지 주기와 추가 기준으로서의 30 m 보다 얕은 심도까지의 평균 전단파속도를 도입함으로써, 국내 지역적 부지 특성을 고려한 지반운동과 설계 스펙트럼을 신뢰성 높게 결정할 수 있는 새로운 부지 분류 체계를 개발하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.25-34
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• 2012

최근 제안된 2-매개변수 지반분류 방법 및 지반 증폭계수가 국내 지반조건 및 지반증폭특성에 적합함을 검증하기 위하여 내진설계기준연구II, Eurocode-8, 현재 개정중인 미국 동부지역 NYC DOT 내진설계기준과 비교를 수행하였다. 유사한 조건의 지반 조건에 대하여 각 기준의 설계응답스펙트럼을 비교한 결과, 2-매개변수 지반분류, Eurocode-8, NYC DOT 내진설계기준은 일반적인 국내 지반특성인 단주기 영역의 증폭을 크게 고려하고 있는 반면, 내진설계기준 연구II는 장주기 영역의 증폭을 크게 평하는 것으로 나타났다. 추가적으로 경주시 $10km{\times}10km$ 지역내 50개 부지에 대한 지반응답해석 결과를 확보하고, 이를 내진설계기준연구II 및 2-매개변수 지반분류 방법에서 제안하는 지반 증폭계수와 2차원 공간적인 비교를 수행하였다. 단주기 및 장주기 증폭계수 모두에 대하여 내진설계기준연구II가 2-매개변수 지반분류 방법에 비하여 부지응답해석 결과와의 오차값이 월등히 큰 것으로 평가되어, 2-매개변수 지반분류 방법에서 제안하는 지반 증폭계수의 타당성을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.35-42
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• 2012

암반지반에 주어진 등재해도 스펙트럼에 상응하는 원전부지 토사지반에서의 등재해도 스펙트럼을 도출하기 위한 확률론적 방법론을 제시하였다. 이를 위해 지진 운동 및 지반의 불확실성을 고려한 지반응답 해석을 통해 토사지반 지표에서의 지진동 증폭계수를 산정하였다. 증폭계수는 가장 상관관계가 높은 지반운동의 스펙트럴 가속도 규모와의 회귀분석을 통해 계산되었다. 이 방법론을 적용하여 국내 KNGR (Korean Next Generation Reactor) 및 APR1400 (Advanced Power Reactor 1400) 원전의 포괄부지 지반 중 B1, B4, C1 및 C3 지반을 대상으로 등재해도 스펙트럼을 도출하였다. 등재해도 스펙트럼을 통해 지진동 발생 빈도 별 위험 주파수 대역을 평가하고 분석하였다. 이 결과는 원전의 종합적 지진리스크 평가 결과를 보다 합리적으로 개선하는 데에 활용될 수 있으며, 향후 다양한 종류의 토사지반에 대한 등재해도 스펙트럼을 평가하는 데에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.23-32
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• 2004

본 논문에서는 국내 148개 지반에 대한 전단파속도 주상도, 기반암 깊이 및 지반의 동적변형특성을 획득하여 미국 서부해안지역의 지반특성과 비교하였고, 등가선형해석을 수행하였다. 해석은 1등급 붕괴방지수준인 0.154g를 암반노두에 적용하여 수행하였다. 해석결과 국내 지반특성에 적합한 증폭계수 $F_a$와 $F_v$는 UBC 기준의 증폭계수와 매우 다른 경향을 보였다. 단주기 증폭계수 $F_a$의 경우 UBC 기준보다는 큰 값이 얻어졌고, 장주기 증폭계수 $F_v$는 UBC 기준보다 작은 값으로 나타났다. 따라서, 국내 지반특성을 적절히 반영할 수 있는 설계지반운동 결정방법을 개선해야할 필요를 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.101-115
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• 2005

국내 내륙의 지형 및 지질 특성을 대표하는 두 지역인 경주와 홍성을 대상으로 전단파 속도$(V_s)$ 획득 목적의 현장 탄성파 시험을 포함한 다양한 지반 조사를 실시하여 지반 특성을 평가하고, 이를 토대로 등가 선형 및 비선형 기법의 부지 응답 해석을 수행하였다. 현행 국내 내진 설계의 근간인 미국 서부 지역과의 지반 특성 비교 결왔 국내 내륙 지역의 기반암 심도는 매우 얕고 강성은 다소 컸다. 지반 분류 기준인 심도 30m까지의 평균 전단파 속도$V_s30$는 대상 지역 내에서 $250\sim650m/s$의 좁은 범위의 분포를 보였고, 그에 따라 대부분의 부지가 C와 D 지반 조건으로 분류되었다. 부지 응답 해석 결과로부터 현행 국내 내진 설계를 위한 단주기 증폭 계수$(F_ㅁ)$는 지반 운동을 과소평가하고 중장주기 증폭계수$(F_v)$는 과대평가하고 있음을 확인하였다. 이에 따라 국내 내륙 지역에 대한 지반 증폭 계수를 재산정하고, 지역적 지반 특성을 고려하여 기존 지반 분류 C 및 D의 세부 분류와 지표면 부근 심도까지의 평균 $V_s$인 $V_s20,\;V_s15,$ 와 $V_s10$의 추가 분류 기준이 적용된 합리적 지반 분류 체계를 제안하였다. 제안된 지반 분류 체계는 현재로서는 예비적인 방안이므로 향후 보완 및 개선이 필요할 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.5-19
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• 2009

지진으로 인한 지반 재해의 대부분은 토사 두께나 기반암 심도 그리고 토사 강성과 같은 국부적 지질 조건에 따라 크게 영향을 받는 지반 운동 증폭과 관련된 부지 효과로 인해 발생되어 왔다. 본 연구에서는 지반 자료에 관한 통합적 GIS-기반의 정보 시스템인 지반 정보 시스템(GTIS)이 국내 연구 개발의 거점 도시인 대진 지역에서의 지진 유발 재해에 대한 지역적 종합 대책 수립의 일환으로 구축되었다. 관심 대상 영역에 대한 지반 정보 시스템 구축을 위하여, 연구 대상 영역을 포함하는 확장 영역에 대해 기존 지반공학 관련 자료 수집이 이루어 졌고 지표 지반-지식 자료의 확보를 위한 부지 방문 조사가 추가적으로 수행되었다. 관심 대상 영역의 부지 효과 평가를 위한 실질적 적용 목적으로 부지 주기에 관한 지진재해 구역지도를 작성하고 지진 유발 재해 예측을 위한 지역적 종합 대책으로 제시하였다. 또한, 연구 대상 영역 내 임의 부지에서의 내진 설계 및 내진 성능 평가를 위한 부지 증폭계수의 결정 수단으로 부지 주기의 공간 분포 따른 부지 분류의 지진재해 구역화를 수행하였다. 본 연구에서 수행된 대전 지역에서의 지진재해 구역화로부터 GIS 기반의 지반 정보 시스템이 지진재해의 지역적 예측 뿐만 아니라 지진재해 저감을 위한 의사 결정에서의 높은 유용성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.35-43
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• 2012

동반논문(I. 국외 내진설계기준 및 부지응답특성과의 비교)에 이어서 2-매개변수 지반분류 방법의 지반 증폭계수가 국내 지반조건 및 지반증폭특성에 적합함을 검증하기 위하여, 2003년 이후 국내에서 발생 또는 영향을 미친 주요 지진에 대한 계측 기록을 분석하였다. 거리가 30km 이내인 암반 계측 관측소와 토사지반 계측 관측소의 계측 자료들을 추출하여 시간영역 가속도 신호로부터 암반 및 토사지반에서의 응답스펙트럼을 각각 결정하였고, 이로부터 단주기 및 장주기 증폭계수를 결정하였다. 일부 오류가 발생한 데이터들도 존재하였지만, 대부분 국내 지반 특성에 적합하도록 단주기 영역에서의 증폭이 장주기 영역보다 크게 나타났다. 또한 2-매개변수 지반분류 방법에서 제안하는 지반 증폭계수는 실지진 계측 기록으로부터 획득한 결과와 매우 유사한 경향을 보임으로써 타당성을 확인하였다. 또한, 한국전력연구원에서 운영중인 4개의 765kV 변전소 지진 계측 기록을 추가적으로 분석하였다. 암반 계측과 토사지반 계측 사이의 거리가 수백 m로 가깝게 설치되었으므로 오류 없이 일관된 결과를 도출하였고, 2-매개변수 지반분류 방법의 지반 증폭계수는 경향성 및 절대값에서 실지진 계측 자료 분석 결과와 유사성을 보이면서 국내 지반 조건에 대한 적합성을 검증하였다.