본 연구의 목적은 국내 실정에 적합한 원전 기초지반의 지진안정성을 평가할 수 있는 적절한 해석모델을 제시하는 것이다 입력지진의 작용방향, 경계조건, 해석모델의 폭 및 깊이, 단층연약대의 모델링방법 등의 해석조건에 대하여 활동면해석법, 등가정적해석법, 동적해석법을 적용하였다. 해석결과 측면경계조건은 등가정적 해석시 수평롤러, 동적해석시 전달경계, 해석영역의 폭은 구조물 폭의 5배 이상, 깊이는 구조물 폭의 2배 이상을 적용하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.
지진하중의 불확실성을 평가할 수 있는 신뢰성기반 해석기법을 제시한다. 이 기법은 종래의 한계평형법과 뉴막-형식의 변형량 계산기법에 확률개념을 도입하였으며 피해 위험성을 몬테칼로 시뮬레이션 해석기법으로 계산한다. 지진파를 작성하고 이들을 사면 내진 해석에 사용하고자 확률변수 프로세스와 RMS 재해 기법을 도입하였다. 지반성질의 변동성과 통계오차도 고려하였다. 신뢰성 해석 결과 지진활동이 활발한 지역에서는, 계산된 사면파괴 위험성과 과도한 영구변형의 관점에서 비교할 때 지진재해 평가가 더 중요한 사항이며, 재료성질의 모사방법의 차이는 상대적으로 영향이 적다는 사실이 밝혀졌다. 이 결과는 원형 및 비원형 형태의 활동면 파괴에 모두 해당된다.
MM진도(Modified Mercalli Intensity) V이상의 한반도 지진자료에 의거하여 서울 수도권일원 $(위도 37.0^{circ}~37.8^{circ} N, 경도 126.5^{circ}~127.5^{circ} E)$ 의 확률론적인 지진위험도가 점지진원방법에 의해 추정되었다. 전지진자료를 이용하여 추정된 지진위험도는 비교적 완전하다고 여겨지는 조선시대이후의 지진자료를 이용하여 추정된 지진위험도보다 더 낮다고 추정되었다. 수평지반가속도 0.1g 이상의 파괴적인 지진은 90% 초과확률로서 전지진자료와 조선시대이후의 지진자료가 이용되었을 때 각각 500년과 200년 기간에 발생한다.
우리나라 전역을 대상으로 공간 분석 기반 지진 위험 지도를 작성하고 지진 취약 지역을 평가하였다. 지진 피해에 영향을 미치는 지질학적 특성을 고려하여 지표를 선정하였으며, 지진 활동 위험과 관련된 확률론적 지진 위험도 및 단층 특성, 지진 피해 위험과 연관된 기반암 심도 정보가 이용되었다. 각 지표는 정규 크리깅, 선 밀도 및 가변적 지역 평균 기반 단순 크리깅과 같은 GIS 및 지구 통계학 기법을 활용하여 공간 정보로 구축되었다. 구축된 세 가지 공간 정보는 연구 목적, 자료의 해상도 및 정확도에 따라 가중치를 할당하여 통합되었다. 지진 활동 위험 지표인 확률론적 지진 위험도와 단층 선 밀도의 경우 데이터의 불확실성이 비교적 크기 때문에 경향성 만을 반영하고자 먼저 가중 합한 후, 지진 피해 위험 지표인 기반암 심도 분포와 통합되었다. 이를 통해 세 가지 공간 자료의 분석에 기반한 지진 위험 지도가 작성되었으며, 우리나라 남동부와 북서부 지역이 지진 위험도가 높은 것으로 평가되었다. 본 연구 결과는 지진 재해를 최소화하기 위한 지진 대응 시스템을 구축하는데 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
한반도(韓半島)에서 역사지진(歷史地震)과 계기지진(計器地震) 기록(記錄)에 의한 변형(變形)에너지 방출량(放出量)이 산정되었다. 또한, 지진발생진도(地震發生震度)와 누적빈도(累積頻度)의 관계를 산출하였다. 본(本) 연구(硏究)의 주(主)된 목적으로서 한반도(韓半島)의 지진위험도(地震危險圖)를 작성하였다. 그리하여 지진위험도(地震危險圖)의 각 구역(區域)에서 두 종류 구조물(構造物)의 내진설계(耐震設計)를 위한 최대지반가속도(最大地盤加速度)를 결정하였다. 첫번째 형태는 건물이나 교량과 같은 일반(一般) 구조물(構造物)이고 두번째 형태는 원자력발전소(原子力發電所)와 같은 특수구조물(特殊構造物)이다.
최근 국내외에서 활발히 개발되고 있는 지진격리 시스템은 원자력 발전소, 교량, 중요한 공공건물 등의 지진피해를 최소화하기 이하여 널리 적용되고 있다. 그리고 다른 방법에 비하여 경제성 및 효율성이 우수하기 때문에 관련 연구 및 응용이 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 국내외에서 격리시스템의 비선형성과 구조물의 불연속성을 고려한 지진격리 구조물의 해석을 통한 거동을 규명하는 연구가 과거 수년간 활발히 진행되어 왔다. 당사(금호건설)는 상부하중 지지능력과 감쇠능력이 우수한 지진격리장치를 개발하였으며 지진격리장치를 설치한 교량의 지진해석을 수행하여 본 지진격리 시스템의 이론적 성능을 파악하였다. 본 수치해석은 CrayC94에 탑재된 비선형 해석에 뛰어난 것으로 알려진 ABAQU를 이용하였다. 본 지진격리 시스템은 적층고무받침(Laminated Rubber Bearing)과 PTFE 미끄럼받침으로 구성되어 있으며, 적층고무받침은 주로 복원력을 제공하며 PTFE 미끄럼받침은 상부하중을 지지하며 마찰감쇠를 제공하여 에너지를 소산하는 역할을 한다. 본 수치해석에서는 선형스프링과 마찰요소를 이용하여 각각을 모형화하였다. 개발된 지진격리 시스템이 주로 사용될 상판자중이 무거운 다경간 연속 PC Box Girder교를 모델교량으로 선택하여 해석을 수행하였으며 수치해석에 사용된 격리시스템의 사전에 수행된 동특성 실험결과를 활용하였다. 이러한 해석을 통하여 이론적 효율성을 파악할 수 있었다.
자연재해 중 시설 파괴 규모나 인위적 경제적 피해정도에 있어서 지진은 직접적인 피해가 엄청난 재난이다. 특히 현대사회의 산업화로 도시는 인구가 집중되고 시설물이 대형화되면서 그 기능이 복잡다양해지고 있어 지진이 발생할 경우 도시의 사회 경제활동이 장기간 마비되는 사태가 발생하기도 한다. 본 논문에서는 건축물 구조해석에 의한 내진평가체계를 수립하고 내진평가에 필요한 다양한 자료들을 GIS DB화하여 건물의 내진성능평가를 수행함으로써, 개별 건물의 지진위험등급 산정과 GIS기반으로 지진위험도를 체계적으로 평가할 수 있는 정보체계를 구축하여 지진발생시 피해규모 및 범위를 추정할 수 있는 정보체계구축의 가능성을 제시하였다.
The different result and response of the earthquakes, occurred consecutively at China and Japan in May and June. respectively, is suggestive of the importance of preparedness against earthquake disaster. We learned lesson, although indirect, that the earthquake early warning. earthquake-resistant design, and people's concepts on earthquake can greatly reduce the earthquake hazards. The more preparedness we have in present, the less hazards we will experience for future.
우리나라도 삼국시대 이래 구조물 피해를 수반한 강진이 40회 이상 발생하였고 70년대 이후 최근에도 홍성ㆍ백령도ㆍ영월 등에서 지진이 발생하여 이에 대한 대책과 내진설계 등이 절실하게 되었다. 지난 6월12일 서울대 내에 발족한 지진공학연구센터는 29명의 전문교수로 구성되어 있으며 과학재단으로부터 우수연구센터로 지정받아 본격적인 연구활동을 하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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