• 터널과지하공간
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• 제34권4호
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• pp.301-311
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• 2024

우리나라는 2016년 경주 지진과 2017년 포항 지진 이후 지진 재해 방지 대책의 필요성이 증가하고 있으며, 지진 피해 정량화를 위해 신뢰성 있는 지진 재해도 해석 기법과 지반운동 모델이 요구된다. 최근 심층 지하 시설에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 지하 암반층에서의 지진 재해 정량화 기법의 정확성 확보가 필요하다. 본 연구에서는 국내 시추공 관측소에서 계측된 지반운동 자료를 활용하여 지하 암반층에서의 지반운동을 예측할 수 있는 모델을 제안하였다. 스펙트럴 가속도의 0.01~10초 주기 중 17개를 대상으로 경험적 기법 중 회귀분석을 적용하여 지반운동 모델을 개발하였다. 지반운동 모델의 예측 성능을 평가 및 개선하기 위해 잔차 분석을 수행하고, 보정 인자를 모델식에 추가하였다. 제안된 모델을 적용하였을 때 잔차의 구간 평균이 0에 근접하였고, 기존 국외 모델들과 유사한 종합 잔차의 표준편차를 확인함으로써 제안된 모델의 신뢰성을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제1권2호
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• pp.59-68
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• 1997

주요구조물의 내진설계를 위한 지진응답은 대상 구조물 하부의 지반상태에 따른 영향 즉, 지반구조물 상호작용영향에 의하여 현저한 차이를 보일 수 있다. 본 논문에서는 지진다발지역인 대만의 유연층상지반상에 건설된 대형지진시험모델을 대상으로 실제지지에 대한 응답을 예측하고, 그 결과를 계측치와 비교, 분석하였다. 지진응답예측을 위한 해석을 위해서는 크기와 특성이 서로 다른 세 개의 실측된 지진운동을 입력운동으로 사용하였으며, 해석방법으로서는 진동수 및 시간영역에서의 집중파라메타모델을 이용하는 부분구조법을 사용하였다. 해석결과의 통해서, 제시된 지반구조물 해석방법이 공학적으로 신뢰할 수 있는 지반구조물 상호 작용시스템의 지진응답을 준다는 사실을 확인하였다. 단, 이를 위해서는 해석시 입력운동의 정의 및 뒷채움재의 모델링 등에 있어서 세심한 주의가 전제되어야 한다는 사실도 확인되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.11-20
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• 2008

비선형 구조계의 확률론적 지진해석 방법 중 대표적인 것은 지진 재해도 수준에 해당하는 입력지반운동 모델을 사용한 시간이력을 수행하여 그 응답의 확률분포를 예측하는 것이다. 이 연구에서는 널리 사용되고 있는 두 가지 입력지반운동 모델에 따른 구조계 응답의 분포특성 및 파손확률의 차이와 그 원인을 분석한다 입력지반운동 모델로는 실제 지진기록을 배율 조정하여 사용하는 배율조정 입력지반운동과 설계 응답스펙트럼에 상응하는 인공 지진기록을 사용하는 스펙트럼 맞춤 입력지반운동 두 가지를 고려한다. 동일한 지진재해도 수준을 고려한 해석결과 설계 응답스펙트럼에 상응하는 인공 지진기록을 사용한 입력지반운동 모델은 실제 지진기록을 배율 조정한 입력지반운동 모델보다 평균적으로 응답을 크게 평가하였고 이로 인해 파손확률 또한 더 큰 것으로 나타났다 이러한 경향은 연약한 지반에서 더욱 현저한 것으로 나타났다. 이러한 입력지반운동 모델에 따른 파손확률의 차이는 스펙트럼 맞춤 입력지반운동의 목표로 사용된 도로교 설계기준의 설계 응답스펙트럼이 실제 지진기록의 응답스펙트럼보다 장주기로 갈수록 응답을 크게 평가하도록 보수적으로 만들어졌기 때문인 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.15-23
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• 2020

지표면에서의 지반운동을 예측하는 지반운동예측모델은 30m까지의 평균전단파속도인 V_S30을 부지효과를 나타내는 주요한 변수로 사용한다. V_S30은 만약 V_S주상도 깊이(z)가 30m 이상이면 주상도로부터 바로 계산할 수 있다. 하지만, 모든 부지에서 z가 30m 까지 있는 것은 아니다. 따라서, z < 30m일 경우 30m까지 연장하는 모델로부터 V_S30을 예측할 필요가 있다. 이번 연구에서는 국내 지반 환경에 맞게 z가 30m 미만인 부지에서 V_S30을 추정하는 예측 모델에 대한 새로운 계수를 제안하였다. 분석 자료로 기상청과 국토지반정보 통합DB센터에서 획득한 297개의 V_S주상도를 활용하였고, 선행연구에서 제안한 식의 계수들을 회귀분석을 통해 새롭게 제시하였다. 분석 결과, z ≥ 15m 일 경우 대수로그 잔차의 표준편차가 약 0.061이내이므로 신뢰성 높은 V_S30를 예측하는 것으로 확인하였다. z < 15m 일 경우 σ가 계속 증가하며, z = 5m일 경우 σ = 0.1으로 나타났다. 따라서, 매우 얕은 심도의 V_S주상도를 모델에 적용하는 경우 주의를 요하며, 가능하다면 30m깊이까지 지반조사를 실시하여 V_S30을 계산하는 것을 추천한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.999-1004
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• 1995

본 논문에서는 현재 수행 중인 Hualien 대형내진모델시험 프로젝트의 연구 과제 중의 강제 진동 해석 및 지진 응답 해석을 수행하기 위계서 Hyperelement를 사용한 지반-구조물 상호작용 해석에 대한 절차 및 방법을 연구하였다. Hualien 대형내진모델시험에서 이미 수행된 뒷채움 후 강제 진동 시험의 예 측 및 예측후 해석을 수행하였고, 지진 응답 해석을 위해서는 Hualien부지에서의 자유장해석을 통하여 입력 지반 운동을 결정하여 구조물에서의 지진 응답을 구하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.821-831
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• 2019

9.12지진(2016.9.12., M_L=5.8)과 포항지진(2017.11.15., M_L=5.4)은 사회·경제적 피해를 야기시켰고, 이로 인해 지진에 대한 국민의 관심이 과거보다 크게 높아졌다. 지진 빈도가 높은 미국, 일본, 칠레 등 불의 고리 인근의 국가에서는 이미 지진재난에 대비·대응을 위하여 지진재해도(PSHA), 지반운동예측모델(GMPE) 등을 기반으로 인프라 시설을 관리하고 있다. 국내도 앞서 설명된 PSHA, GMPE가 개별 연구자들을 통해 독자적으로 개발되고 있지만, 모델 개발시 생성한 기초 데이터 산출 방법, 최종 결과물의 주요 요소 등이 제한적으로 공개되었다. 이는 해마다 발생하는 지진의 추가를 통한 모델 개선이 아닌 과거 지진에 대해 매번 새롭게 자료 구축을 해야 한다는 문제점을 내포하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 GMPE 개발의 기초자료인 플랫파일 생성 방법과 지진 관측자료의 지진파형의 계기보정 방법, 계기진도 생성 방법 등을 기술하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.112-118
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• 2013

성능기반 내진설계 및 평가의 정밀도 향상에 있어서 적절한 지반운동 데이터 선정과 이를 합리적으로 수정하는 것에 대한 중요성이 부각되고 있다. 지반운동 데이터를 수정하는 방법으로 단일 진폭수정법 (Amplitude scaling)이 널리 사용되고 있으나, 단일 진폭수정법에서 는 단 하나의 주기, 특히 구조물의 고유주기에서만 그 응답스펙트럼 값이 설계스펙트럼의 값과 일치하도록 수정되므로 특정 지역의 지진 재해도에 대해 일관성 있는 구조 해석 결과를 기대하기 어렵다. 따라서 이에 대해 여러 가지 대안 수정법들이 제시되고 있으나 이들의 타당성을 평가할 수 있는 방안이 마련되어 있지 않다. 본 논문에서는 단일 진폭수정법의 문제점을 설명하고, 대안 수정법과 비교 평가하기 위한 구조 응답에 대한 회귀 모델을 제시하는데 목표를 두었다. 대안 수정법으로써 전체 주기 범위에서 지반운동의 응답스펙트럼이 설계스펙트럼의 값과 일치하도록 수정하는 다중 스펙트럼 수정법을 고려하였다. 설계스펙트럼은 ASCE7-05에 따라 구하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.55-62
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• 2010

진동타입기에 의해 시공되는 강널말뚝의 관입속도를 예측하고자 수정 Ramberg-Osgood 모델을 적용하여 진동타입기의 주기운동에 따른 지반의 동적 저항력을 모사하고자 하였다. 수정 Ramberg-Osgood 모델을 규정짓는 다양한 인자는 현장시험을 통해 구한 동적 지반저항력곡선의 양상을 반영하여 결정하였는데 이때 매개변수로는 표준관입시험값(N값)을 이용하였다. 관입속도는 해석결과가 현장시험결과에 비해 작게 계산되었으며 관입깊이에 따른 관입 소요시간은 해석결과가 현장시험결과에 비해 크게 계산되어 해석결과가 현장시험결과에 비해 보수적인 값을 보여주었다.

• 대한지리학회지
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• 제42권4호
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• pp.488-505
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• 2007

이 연구는 한반도에서 발생하고 있는 지진의 분포특성을 통하여 지반운동의 공간적인 차별성을 증명함과 동시에, 지진다발지역의 형성 메카니즘을 규명하는 것이 목적이다. 전편의 논문(박수진, 2007)에서는 지형분석을 통해 한반도에는 지역적인 지형특성을 결정하는 4개의 지반운동구가 존재한다는 사실을 보여주었다. 상기의 연구는 수치고도모델의 분석에 전적으로 의존하고 있어, 지구물리자료를 통해 그 결과를 검증하는 작업이 필요하다. 지진은 지각이 이동 혹은 변형되는 과정에서 발생하는 현상으로, 진앙의 분포는 지반운동의 방향성과 분포를 반영해주는 직접적인 증거가 될 수 있다. 이 연구에서는 한반도의 지진분포를 공간통계기법을 통해 분석하였으며, 그 결과를 지반운동구의 공간적인 배열과 비교 평가하였다. 한반도에서 지진발생의 공간적인 특성은 세 가지로 될 수 있다. 첫째, 지진의 규모는 약한 공간적인 의존성만을 보이고 있으며, 인접한 지역에서도 지진의 규모는 큰 차이를 보일 수 있다. 둘째, 지진의 규모는 공간적으로 무작위성에 가까운 분포를 보이는 반면, 진앙의 분포는 뚜렷한 공간적 밀집현상을 보이고 있다. 셋째, 한반도에서의 지진다발지역은 'L'자형의 밀집현상을 보이고 있다. 육지부분에서는 평양시를 중심으로 한 평안남도와 황해도, 그리고 서산과 포항을 잇는 선을 따라 지진이 밀집되어 있다. 지진밀도가 지체구조선에서의 거리, 주요단층선의 밀도, 그리고 지반운동구 경계선에서의 거리등과 가지는 상관관계를 살펴본 결과, 지반운동구의 경계선이 지진다발지역을 가장 잘 설명하는 것으로 나타났다. 단층선이나 지체구조선은 오랜 기간을 통해 형성되었기 때문에, 이들 요인을 이용하여 현재의 지진다발지역을 설명하기에는 시간적인 스케일의 문제가 존재한다. 한반도를 구성하는 4개의 지반운동구는 서로 다른 이동방향과 변형특성을 보이기 때문에, 그 경계부분에서 지진이 발생할 수 있는 가능성이 높은 것으로 해석된다. 지반운동의 공간적인 차별성은 GPS 자료를 통한 지각의 이동방향에 의해서도 간접적으로 증명될 수 있었다. 이러한 해석은 기존에 알려져 왔던 한반도의 지진발생 메카니즘과는 차이를 보이는 것으로, 한반도의 지형발달과 지진예측에 새로운 시각을 제시할 것으로 기대된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.61-66
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• 2008

철도운행에 있어 분기기는 열차를 주행선로에서 이웃한 선로로 이동시키는 매우 중요한 역할을 수행하는 장치이다. 분기기는 레일 궤도설비 중 유일한 가동부로 구조도 복잡하고 천이과정 중 결선부에서 차륜, 레일간의 급격한 운동변화가 필연적으로 발생되어 안전성 문제와 반복되는 통과열차의 충격하중에 의한 진동 문제가 항상 거론되고 있다. 분기기의 진동은 레일과 궤도하부 노반의 상태, 그리고 지반의 물성치 등에 따른 변수가 많으므로 해석모델로 신뢰성있는 정량적인 결과를 도출하는 것은 매우 어려운 일이다. 따라서 대부분의 분기기진동에 관한 문제는 순수 해석적인 기법보다는 실험과 경험에 기초한 방법을 많이 적용하고 있다. 분기기의 진동 예측은 불확실성이 높은 인자들에 대해서 실험 및 측정값을 병행함으로써 예측정확성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 기존선구 망간 분기기 크로싱부에서 발생하는 진동 측정치 결과를 열차 종류별, 거리별, 분기기별로 비교 분석하고 향후 틸팅열차 증속시 망간 분기기 크로싱부에서 발생하는 진동 발생 수준을 예측 평가하였다. 예측에 사용된 지반의 동적 거동은 선형 한계에 있다고 가정하였다.