• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권11호
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• pp.5-12
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• 2024

실제 시추공 정보 및 지진파를 이용하여 액상화 발생가능 지수를 산정하고, 기계학습기법을 이용하여 액상화 발생가능 지수 예측모델을 학습하였다. 학습을 위해 지진파의 특징을 반영한 인자를 포함하여 총 10가지의 특징을 선택하였다. 일반적으로 이용되는 기계학습기법 중 사전학습을 통해 후보 모델을 선정하고, 후보 모델에 대해 베이지안 최적화를 적용하여 초매개변수를 최적화시켰다. 인공신경망, 가우시안 프로세스 회귀, 랜덤 포레스트 중 평균제곱근오차, 결정계수 및 과대적합 여부를 종합한 결과, 랜덤 포레스트가 액상화 발생가능 지수를 잘 예측하였다. 다만, 액상화 발생가능 지수가 5 이상에서는 액상화 발생가능 지수를 과소예측하는 경향을 보였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.1-13
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• 2009

느슨한 포화 사질토 층에 위치한 구조물은 지진 시 액상화로 인해 막대한 인적 경제적 피해가 발생하기 때문에 액상화 발생 가능 지반으로 분류된 지역은 구조물의 설계 및 운영 시 액상화 발생 가능성에 주의를 기울어야 한다. 한반도의 경우 중진 지역에 해당되고 역사 문헌의 발생 기록을 제외한 어떤 액상화 피해도 보고되지 않음에 따라 오랫동안 액상화에 대해서는 안전지대로 여겨져 왔다. 하지만, 최근 해외 지진 사례에 의하면 국내 서해안 지역 지반과 유사한 비소성 실트질 흙에서의 액상화 발생과 이로 인한 피해 사례가 종종 보고되고 있다. 본 연구에서는 국내에서의 액상화 가능성 평가 기법 합리화의 일환으로 서해안 두 부지를 대상으로 피에조콘 관입시험(CPTu)과 표준관입시험(SPT) 결과를 이용하여 액상화가능지수(LPI)를 산정하였다. LPI는 심도 20m까지의 액상화 가능성을 통합 적분하여 액상화로 인한 지표면 피해 발생 정도를 지수로 제시한다. 먼저 대상 현장에 대해 시나리오별 액상화 발생 가능성을 평가한 후, CPTu와 SPT로부터 산정된 LPI 값을 비교하였다. 액상화 저항 강도를 의미하는 진동저항응력비(CRR) 값에 의하면, CPTu로부터 구한 보정 콘 선단저항력 (qc1N)CS가 40에서 120 사이인 경우 또는 CRR이 0.23 이하인 경우에 SPT로부터의 산정된 값보다 작게 평가되었다. 또한 CRR 차이는 세립질 함유량이 큰 흙에서 두 방법 간의 차이가 더 크게 나타났다.

• 한국지리정보학회지
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• 제24권1호
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• pp.126-137
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• 2021

최근 자연재해로 인한 많은 피해가 발생하고 있으며, 특히 국내 지진 발생 추이를 보면 규모 3이상의 강도 높은 지진이 발생하는 빈도가 증가하고 있다. 2017년 발생한 규모 5.4의 포항 지진에서는 이례적으로 진앙지 인근에서 액상화 현상이 발견되었다. 토양 액상화에 따른 토양 수분지수의 증가를 간접적으로 파악하기 위해서 액상화가능성지수 자료와 다중시기 Landsat-8 위성영상을 활용하여 지진 전후의 토지피복별 원격탐사지수 변화를 분석하였다. 해당 기간의 위성영상을 취득해 정규식생지수(NDVI)와 지표면온도(LST)를 계산하고 액상화 가능 지역에 대해 토양수분지수(SMI)를 산출하여 각 영상을 구성하고 있는 픽셀의 평균값을 분석한 결과 지진 직후 토양 액상화 현상에 따른 토양 수분지수의 증가를 확인할 수 있었다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.45-56
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• 2019

본 연구는 수도권 지역의 전력구 매설지반을 대상으로 지진 재현주기 1,000년을 고려한 최대기반암가속도 0.154g로 설정하여 지진시 위험을 평가하였다. 이때, 지진시 위험도 평가는 총 3단계로 진행하였으며 1단계는 대상지역의 지반조사 정보를 기초로 지반분류를 우선 실시한 후, 액상화 발생가능성을 파악할 수 있는 Macro영역 기법인 지반증폭계수를 이용한 액상화 발생가능지수(LPI, Liquefaction Potential Index) 재해지도를 이용하여 후보지를 선정한다. 2단계 위험도 평가는 1단계 평가에서 액상화 발생가능성이 매우 높게 판정된 전력구 주변의 시추주상도를 바탕으로 부지특성을 반영한 지진응답해석을 수행하고 이를 토대로 액상화 발생가능성 지수를 재산정하여 지진시 액상화 위험도를 상세평가 하였다. 3단계는 시추공자료를 기반으로 하는 한계성을 보완하기 위하여 2단계에서 액상화 발생가능성이 높게 평가된 대상 전력구의 현장조사를 실시하여 건설시 보강공법적용, 내진설계적용 및 현장상태 등을 고려하여 최종적으로 액상화 위험도를 평가하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권10호
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• pp.13-19
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• 2018

2016년 경주지진에 이어 2017년에도 포항지진이 발생하여 우리나라 동남권 지역이 지진의 위협을 받고 있는 실정이다. 특히, 포항지진에서는 연안의 퇴적지반에서 액상화 현상이 발생하여 이에 대한 대책 마련이 크게 중요시되고 있다. 지반 액상화는 지표면 위의 구조물뿐만 아니라 지중의 시설에 대해 직접적인 영향을 줄 수 있기 때문에 발생 가능한 지진에 대한 시설물의 액상화 위험도를 파악하여 이에 대한 대책을 마련할 필요가 있다. 이 연구에서는 최근 국내에서 지진이 발생한 동남권 지역의 전력구를 대상으로 지진 시 액상화 위험도를 평가하였다. 이때, 발생 가능한 지진은 재현주기 1,000년으로 고려하였으며 지진 시 액상화 위험도는 액상화 발생가능성 지수를 통해 검토하였다. 액상화 위험도 분석은 2단계로 진행되었으며 1단계에서는 동남권 전력공동구 설치위치의 지반조사자료를 토대로 액상화 발생 가능성 지수를 산정하여 액상화 위험도를 분석하였다. 이때, 지반 내 증폭현상은 지반종별 지반증폭계수를 통해 고려되었다. 2단계 위험도 분석은 1단계 분석에서 액상화 발생 가능성이 매우 높게 판정된 전력구 주변의 시추공 정보를 바탕으로 지진응답해석을 수행하고 이를 토대로 액상화 발생 가능성 지수를 재산정하여 지진 시 액상화 위험도를 재분석하였다. 이때, 이용된 지반조사자료는 국토지반정보 통합DB센터의 자료이며 지진응답해석에서는 3가지의 실지진 가속도 시간이력곡선을 이용하였다. 연구결과, 국내 지중 시설물에 대한 액상화 위험도 평가를 1단계 광역기반의 액상화 위험도 평가를 수행하고 2단계 평가에서는 1단계 평가에서 위험한 곳으로 평가된 지역에 대해서 지진응답해석을 동반한 위험도 평가를 재수행하는 것이 매우 합리적이고 유효적절한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권5호
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• pp.33-46
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• 2021

2016년 발생한 국내 계기 계측 사상 최대 규모의 경주지진과 2017년 팔레트구조 건축물의 기둥이 파괴되는 등 국내 최대 지진피해가 발생한 포항지진 이후, 국내 모든 시설물에 대한 내진설계기준이 개정되고 있으며 특히, 포항지진 피해사례 조사 도중 미국, 일본, 뉴질랜드 등 주로 강진지역 국가에서 발생하는 액상화 피해가 발견되어 이에 대한 설계기준의 보완도 심도있게 진행되고 있다. 이 연구에서는 최근 개정된 항만 및 어항시설 내진설계기준에서의 액상화 평가방법을 고찰하고 액상화 평가절차에 새롭게 인용된 액상화 가능성 지수(LPI)를 중심으로 적용성 검토를 수행하였다. 이때, 액상화 발생가능한 모래지반을 다양하게 조성하고 이에 대한 케이스별 LPI 값을 산정 비교하였다. 또한, 실제 22개소 항만의 지반자료를 이용하여 지진시 지반응답해석에 기초한 액상화 평가의 수행과 함께 22개소의 LPI 값들을 비교 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.5-15
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• 2022

지난 2017년 포항 지진에 의해 액상화가 관측됨에 따라 액상화 피해를 예측하는 연구수요가 높아지고 있다. 액상화 현상은 지반이 전단 강도를 상실하는 현상을 말하며 상부 구조물이 가라앉는 피해가 발생하게 된다. 이에 대한 대비책으로써 액상화 가능지수(Liquefaction Potential Index, LPI)를 활용하여 액상화 피해 규모를 파악하는 연구가 수행되어 왔으나 국내의 연구 사례 또한 충분하지 못한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 공간보간 대상에 따른 액상화 재해도 및 액상화 가능지수를 결정하는 지반정보에 따른 액상화 재해도를 작성하고 각 재해도의 정밀도를 비교하여 액상화 재해도의 정밀도를 향상시키는 방안을 제안하고자 하였다. 그 결과, 공간보간의 대상을 LPI 결정에 활용되는 지반정보로 하는 것이 LPI값 자체를 공간보간 하는 경우에 비해 높은 정밀도를 보이는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.357-367
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• 2018

최근 경주와 포항에서 발생한 지진으로 국내에서 액상화 현상에 대한 관심이 커지고 있다. 지반의 액상화는 포화된 상태에서 지진과 같은 동하중을 받았을 때 과잉간극수압이 발생하여 흙이 강도를 상실하고 물과 같이 거동하는 현상이며 지반 침하와 상부구조물의 전도와 같은 심각한 문제를 야기한다. 따라서 액상화 발생 가능성을 미리 파악하고 대비할 필요가 있다. 액상화의 발생 가능성과 액상화 피해 정도는 일반적으로 액상화 가능 지수(Liquefaction Potential Index, LPI)에 의해 정량적으로 평가된다. LPI의 계산은 시추공 별로 이루어지며 지반응답해석이 필수적인 작업으로 선행되어 많은 시간과 노력이 필요하다. 본 연구에서는 다양한 지하수위 분포를 가지는 넓은 지역의 액상화 평가를 간단히 수행할 수 있도록 전단파 속도와 LPI의 상관관계를 이용한 액상화 평가 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 액상화 가능 층의 평균 전단파 속도(${\bar{V}}s^{\prime}liquefiable$)와 액상화 가능 층의 두께로 나누어 정규화한 정규화 LPI의 상관관계를 분석하여 지하수위 별로 다양한 암반노두가속도에 대해 적용 가능한 상관관계식을 제시하고 이용한다. 상관관계를 이용한 액상화 평가 방법의 적용성을 확인하기 위해 서울특별시의 104개 시추조사자료를 이용하여 지하수위 0m, 1m, 2m, 3m에 대해 상관관계식을 제시하였으며 제시한 상관관계식을 이용하여 서울특별시와 경주시의 액상화 발생 가능성을 평가하였다. 지반응답해석을 이용해 계산한 LPI와 상관관계식을 이용해 계산한 LPI를 비교하였으며 제안된 액상화 평가 방법의 적용성을 확인하였다. 마지막으로 제안된 액상화 평가 방법에 따라 결정된 LPI의 분포를 지구통계학적 기법인 크리깅을 통해 지도로 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.133-143
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• 2018

액상화는 지진이후 동반되는 2차 피해로서 국내의 경우 현대적 지진 관측이 실시된 이후에는 액상화 현상이 거의 보고되지 않았다. 그러나 최근 한반도 남동부에 위치한 양산단층 인근에서 2016년 9월 12일 규모 5.8의 경주지진과 2017년 11월 15일 규모 5.4의 포항 지진이 발생하였고, 포항 지진 당시 최초로 액상화 현상이 발생하여 한반도 또한 액상화의 안전지대가 아닌 것으로 나타났다. 본 연구에서는 낙동강과 인접해 있으며 양산단층이 통과하는 김해시의 액상화 위험성을 예측하기 위하여 김해시 지역의 표준관입시험(274공) 결과를 바탕으로 각 행정구역과 양산단층과의 거리 산정, 지진규모 5.0, 6.5에 따른 최대지반가속도 값을 도출, 액상화 가능지수 산출, 지리정보체계를 이용한 크리깅의 순차적 연산을 통하여 액상화로 인한 시설물 피해 평가를 실시하였다. 그 결과, 지진 규모 5.0 적용 시 김해시 액상화 발생 지역과 시설물 피해는 미미한 것으로 나타났으나 지진 규모 6.5 적용 시 낙동강 일대에 근접한 행정구역에 액상화 현상이 넓게 분포하였고, 시설물 피해도 상대적으로 크게 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권11호
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• pp.5-13
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• 2021

한반도 인근 지역은 지진으로부터 상대적으로 안전지대라고 여겨졌지만, 지난 2017년 포항지역에서 실제 액상화 현상이 발생 및 관측됨에 따라 액상화 현상을 예측하는 연구수요가 높아지고 있다. 액상화는 지반의 강도가 상실되면서 상부 구조물을 지지하지 못하게 되는 현상을 말하며, 이에 대한 대비책으로써 액상화 가능지수(LPI)를 바탕으로 하여 액상화가 발생할 시 동반되는 피해의 규모를 파악하기 위한 목적으로 액상화 재해도를 작성하는 연구 및 정밀도를 향상시키기 위한 연구가 다양하게 수행되고 있다. 본 연구에서는 액상화 재해도 작성 시 공간보간의 대상을 LPI 값과 LPI를 산정하는데 활용되는 지반정수로 구분하여 공간보간 대상에 따른 정밀도 변화를 분석하였으며, 정량적인 특성을 바탕으로 작성된 액상화 재해도의 작성 방법별 정밀도 변화 양상을 바탕으로 정성적인 특성을 통해 작성된 확률지도의 확률값 변화 양상을 파악하고자 하였다. 분석결과 공간보간대상을 LPI를 산정하기 위한 지반정수로 설정하는 경우의 정밀도가 LPI 자체를 공간보간하는 경우에 비해 높게 나타났으며, 액상화 재해도의 정밀도가 액상화 확률지도의 확률값 분포에 영향을 미치지는 않는 것으로 나타났다.