• Title/Summary/Keyword: 지진에너지

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Prediction of maximum tsunami heights using neural network (인공신경망기반의 최대 지진해일고 예측)

  • Min-Jong Song;Yong-Sik Cho
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.484-484
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    • 2023
  • 지진해일은 해저지진, 화산활동, 해저 산사태 등에 의해 발생되는 장주기 파랑이다. 지진해일은 발생빈도가 낮지만, 한번 발생하면 많은 에너지가 연안으로 유입되어 인명 및 재산피해를 야기 시킬 수 있다. 따라서, 과거 수십년동안 지진해일에 대한 연구는 지진해일의 역학관계를 이해하고, 이를 바탕으로 한 수치모델 개발에 초점을 두어 연구가 진행되어 왔다. 더욱이, 지진해일 실험적 연구는 많은 경제적 비용을 지불해야 하기에 수치모델개발 연구가 더욱 중점적으로 수행되어 왔다. 지리학적으로 우리나라는 지진해일에 안전하지 못하다. 하나의 예로, 1983년 5월 26일, 일본 서해안에서 발생한 지진해일은 동해로 전파되어 동해안 지역에 커다란 피해를 야기시켰다. 이 당시, 강원도삼척시 원덕읍에 위치한 임원항에서는 2명의 사상자와 2명의 부상자가 발생하였고, 당시 금액으로 약3억원의 재산피해가 발생하였다. 이 연구는 인공지능 기법 중 하나인 인공신경망을 이용하여 인명과 재산피해가 발생한 임원항에서 최대지진해일고를 예측하고자 하였다. 지진해일 수치모델은 뛰어난 정확도를 나타내는 반면, 결과를 산출하는데 상당한 시간을 필요로 한다. 이에 반해, 인공신경망은 수치모델과 유사한 정확도 및 결과를 신속하게 제공할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 지진해일 인공신경망 모델 개발은 지진의 단층파라미터를 바탕으로 작성된 지진해일의 시나리오를 토대로 연구가 진행되었고, 우리나라 동해에 위치한 외해 관측 지점의 지진해일고 자료를 통해, 임원항에서의 최대 지진해일고가 예측되도록 개발되었다. 이를 위하여, 인공신경망의 학습 및 검증 과정을 수행하였고, 향후 발생 가능한 다양한 지진해일에 대해 평가함으로써, 인공신경망 모델의 예측성능을 확인하였다.

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Investigation on Damping of Steel Fiber Reinforced Concrete (강섬유철근콘크리트보의 에너지감쇠에 관한 연구)

  • 강보순
    • Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.159-169
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    • 2000
  • 본논문에서는 강섬유 철근 콘크리트 보(SFRC) 의 감쇄 거동에 대해서 실험적인 방법과 수치 해석적인 방법으로 연구를 수행하였다 SFRC는 보다 향상된 에너지 소산능력으로 일반 철근 콘크리트보에 비하여 뛰어난 감쇄 거동을 보인다. 감쇄거동은 종방향 철근비강섬유의 형태와 부피 콘크리트 강도 응력 수준등에 의해 영향을 받는다 SFRC보의 감쇠는 다양한 수준의 균열상태에서의 동적실험 데이터를 통하여 평가하였다 곡률과 감쇠의 관계식에 기초한 유한요소 프로그램(TICAL) 이 개발되었으며 0.44%의 강섬유를 혼입한 보의 경우 5-35%의 감쇠비 증가를 보였다

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Case Studies on Fluid Extraction Induced Seismicity (유체 생산에 따른 유발지진 사례 분석)

  • Seo, Eunjin;Yoo, Hwajung;Min, Ki-Bok;Yoon, Jeoung Seok
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.31 no.6
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    • pp.385-399
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    • 2021
  • Among human-induced seismicity, fluid production has been one of the causes. In this report, the mechanism that causes an earthquake due to a decrease in the fluid pressure inside the reservoir during fluid extraction is summarized. As case studies, the Lacq gas field in France, the Cerro Prieto geothermal field in Mexico, and the Groningen gas field in the Netherlands, which have become issue recently, were introduced. It is showed that fluid production, ground subsidence, and the presence of existing faults were closely related with the induced seismicity. Therefore, for the development of oil or gas field and geothermal field, it is important to investigate the presence of faults that may cause earthquakes in the reservoir, to monitor ground subsidence during production in real time, and to control production.

A Study on the Intensity and Energy Attenuation of the 13 December 1996 Yeongweol Earthquake, Korea (1996년 12월 13일 영월 지진의 진도 및 에너지감쇠에 관한 연구)

  • 조봉곤;김성균;김우한;김준경;박창업
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.1 no.1
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    • pp.69-77
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    • 1997
  • An intensity survey on the 13 December 1996 Yeogweol earthquake has mode for 262 locations throughout southern part of Korean peninsula, then we investigated attenuation properties in the south Korean region as well as intensities distribution. In this study, intensities are estimated to be from II to possibly VIII. The iso-seismal intensity map we obtained shows general pattern of intensity distribution in the south korean region quite clearly despite the inherent uncertainties included in the process of intensity estimation. In case of intensity larger than VI, considerable damages such as fracturing walls are frequently reported. One of the significant feature of this intensity map is, considering its magnitude 4.5 reported by KMA, the felt area is unusually large covering most of the Korean Peninsular except Cheju island. This result indicates either the magnitude is under estimated or the focal depth is much deeper than expected. Assuming indicates either the magnitude is under estimated or the focal depth is much deeper than expected. Assuming shallow earthquake whose focal depth is by iso-seismal contour lines for intensity IV to VII, respectively. To resolve this ambiguity, more reliable estimation of focal depth and magnitude by using telesesmic instrumental records should be made in the future.

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Active Control Algorithm Using Probability Distribution of the Energy of Structure (구조물의 에너지 확률분포를 이용한 능동제어 알고리듬)

  • 황재승;이상현;박지훈;민경원
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.1
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    • pp.73-80
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    • 2001
  • 구조물이 가지는 에너지의 확률밀도함수를 이용한 능도제어 알고리듬을 제안한다. 구조물의 에너지는 Rayleigh 확률분포를 가지는 것으로 가정된다. 이것은 에너지가 항상 양의 값을 가지고 최소에너지가 발생할 확률은 1이라는 조건을 Rayleigh 확률분포가 만족시킨다는 사실에 근거한다. 제어력의 크기는 가정된 확률밀도함수에 따라 구조물의 에너지가 설계자에 의해 설정된 에너지 임계값을 넘을 확률의 크기에 비례하도록 산정되며, 제어력의 방향은 Lyapunov 제어기 설계기법에 따라 결정된다. 제시된 알고리듬은 LQR 제어기와 비교하여 최대응답을 줄이는 효과를 가지며, 제어력의 임계를 고려할 수 있는 장점을 가진다. 또한 Lyapunov 제어기에서 발생가능한 채터링(chattering)현상을 피할 수 있다.

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Analysis of Buried Pipelines Using Ground Strain Input from Seismic Waves (지반변형률에 의한 매설관의 지진차 거동 해석)

  • Kim, Moon-Kyum;Cho, Woo-Yeon;Eo. Jun;Lee, Kang-Won
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.4
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    • pp.15-26
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    • 2000
  • 지진파 전파로 인한 매설관에 작용하는 지진하중은 지진특성 및 지반조건에 따른 지반변형률로부터 산정되어야 한다. 그러나. 기존에 사용되고 있는 경험적인 방법에 의해 계산된 지반변형률 모형은 지진 및 지반의 지역적 특수성을 고려할 수 없는 문제점을 내포하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 지진특성 및 지반조선을 반영할 수 있는 수정된 지반변형률 모형을 제안하고 개발된 모형을 매설관로의 지진해석에 지진하중으로 적용하였다. 여기서, 지반변형률을 예측하기 위한 지진판 전파속도는 지반조건을 고려할 수 있도록 파 에너지분포에 근거한 분산곡선을 제안하여 산정하였다. 이러한 과정을 통해 얻어진 지반변형률 산정방법에 타당성을 파악하기 위해 예측한 지반변형률과 과거 지진으로 실측된 지반변형률을 비교하였다. 타당성이 입증된 지반변형률 모형을 매설관의 하중으로 적용하여 지진해석을 실시하였으며, 계산결과는 범용 유한요소해석을 통한 동해석 및 응답변위법에 의한 결과와 비교하였다. 이를 통해 지반 변형률 모형을 적용한 매설관 지진해석의 타당성을 검증하였다. 또한, 지진 및 지반환경이 다른 다양한 관의 특성을 반영하기 위해, 지진 지반 및 관의 영향 인자에 대해 매개변수 해석에 실시되었으며, 이로써 본 연구의 활용성을 검토하였다.

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Seismic Response Analysis of Dam-Reservoir System Using Transmitting Boundary (전달경계를 이용한 댐-호소 계의 지진응답해석)

  • 조정래
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.3 no.1
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    • pp.123-132
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    • 1999
  • One of the major difficulties in the seismic analysis of a dam-reservoir system is the treatment of the energy radiation in the upstream direction of the reservoir. In the paper, a new transmitting boundary is presented that can model properly the radiation of energy in the far field direction of a semi-infinite reservoir with constant depth. In the newly developed method, effects of surface wave motion are taken into accounted and the reservoir-foundation interaction is approximately accounted for with an absorbing boundary condition. If a dam has vertical upstream face and the infinitely long reservoir maintains constant depth, then the proposed transmitting boundary can be directly coupled with the model of dam body. In present study, the dam body is assumed to behave elastically and modeled by finite element method. Seismic responses of a dam model are investigated using the newly developed transmitting boundary.

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Seismic Behavior of High-rise Steel Moment-resisting Frames with Vertical Mass Irregularity (수직질량 비정형이 존재하는 고층 강 모멘트-저항골조의 지진 거동)

  • Park, Byong-Jeong;Song, In-Hawn
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.8 no.1
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    • pp.1-15
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    • 2004
  • Dynamic analyses were carried out to study the seismic response of high-rise steel moment-resisting frames in sixteen story buildings. The frames are intentionally designed by three different design procedures; strength controlled design. strong column-weak beam controlled design. and drift controlled design. The seismic performances of the so-designed frames with vertical mass irregularities were discussed in view of drift ratio. plastic hinge rotation, hysteretic energy input and stress demand. A demand curve of hysteretic energy inputs was also presented with two earthquake levels in peak ground accelerations for a future design application.

Application of Energy Dissipation Capacity to Earthquake Design (내진 설계를 위한 에너지 소산량 산정법의 활용)

  • 임혜정;박홍근;엄태성
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.7 no.6
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    • pp.109-117
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    • 2003
  • Traditional nonlinear static and dynamic analyses do not accurately estimate the energy dissipation capacity of reinforced concrete structure. Recently, simple equations which can accurately calculate the energy dissipation capacity of flexure-dominated RC members, were developed in the companion study. In the present study, nonlinear static and dynamic analytical methods improved using the energy-evaluation method were developed. For nonlinear static analysis, the Capacity Spectrum Method was improved by using the energy-spectrum curve newly developed. For nonlinear dynamic analysis, a simplified energy-based cyclic model of reinforced concrete member was developed. Unlike the existing cyclic models which are the stiffness-based models, the proposed cyclic model can accurately estimate the energy dissipating during complete load-cycles. The procedure of the proposed methods was established and the computer program incorporating the analytical method was developed. The proposed analytical methods can estimate accurately the energy dissipation capacity varying with the design parameters such as shape of cross-section, reinforcement ratio and arrangement, and can address the effect of the energy dissipation capacity on the structural performance under earthquake load.

Imaging of Seismic Sources Using Time Reversal Wave Propagation (지진파 역행 전파를 이용한 지진원 영상화)

  • Sheen, Dong-Hoon;Baag, Chang-Eob;Hwang, Eui-Hong;Ryoo, Yong Gyu;Youn, Yong-Hoon
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 2006.06a
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    • pp.181-186
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    • 2006
  • An imaging method of seismic sources using time-reversal wave propagation is presented. The method is based on the time-reversal invariance and the spatial reciprocity of the wave equation. Time-reversal wave propagation has been used to image anomalous features of a midium in medical imaging, non destructive testing and waveform tomography. Seismogram is the record whose energy is propagated from the seismic source. If time-reversed seismogram propagates back into the medium, seismic energy is concentrated at the origin time of the event and at the source location. In this work, a staggered-grid finite-difference method of the elastic wave equation is parallelized for 3-D wave propagation simulation. With numerical experiments, we show that the time-reversal imaging will enable us to explore the spatio-temporal history of complex earthquake.

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