• 지질공학
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• 제23권4호
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• pp.409-425
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• 2013

본 연구에서는 백두산 분화 전 지반 균열 및 거동에 의한 천지못 지반 붕괴 시나리오 별 천지못 유출수의 이동경로와 홍수 피해영향범위를 시계열로 예측하였다. 지형 지표 기상 환경 자료를 기반으로 다방향 흐름기법, 지표토양에 의한 흡수율과 초기저장량, 화구 및 분지 지형의 부피(저장공간)를 함께 고려할 수 있는 지리정보시스템 기반의 수문분석 알고리즘을 개발하였다. 백두산 지역의 화산군 분포와 지형적 특성을 고려하여 4가지 경우의 천지못 지반 붕괴 지점을 가상으로 선정하고, 개발된 알고리즘을 적용하여 천지못 유출수의 확산패턴과 시간 변화에 따른 피해영향범위를 산정하였다. 시나리오 1과 2(천지못 전체/남쪽 경계 지반 붕괴)의 경우 천지못 유출 약 3시간 경과 후부터 중국쪽 마을에 홍수피해가 발생한 반면 북한 영토는 천지못 남동쪽에 위치한 산봉우리의 지형적 특성으로 인해 거의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 반면 시나리오 2의 조건에 천지못 남동쪽 산봉우리를 붕괴시킨 시나리오 3과 4의 경우에는 천지못 유출 약 3시간 경과 후부터 중국뿐만 아니라 북한 영토쪽 마을에도 1,500만톤 이상의 홍수 피해를 발생시키는 것으로 분석되었다.

• 대한지리학회지
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• 제43권4호
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• pp.466-476
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• 2008

한라산 북사면에 소재하는 구린굴의 천장이 함몰되고, 동굴 지상을 흐르던 병문천이 동굴 안으로 유입되면서 442m 길이의 구린굴 가운데 73m 구간이 하천 유로로 바뀌었다. 구린굴 유로의 폭과 높이는 각각 447cm 및 501cm이며, 벽면은 용암선반이 발달한 전형적인 용암동굴의 모습을 보이나 바닥에는 기반암 하도 특유의 마식지형이 나타난다. 거북등 모양의 절리가 발달한 동굴 천장의 암반 두께는 $30{\sim}60cm$에 불과하며, 이런 장소에서는 천장이 함몰하기 쉬워 유로 구간에는 전부 4개 지점에 윈도우가 발달한다. 구린굴 유로가 출현하기 이전의 지상 유로는 병문천의 지류로서 제4함몰 윈도우 지점을 지나 표고 660m 지점에서 구린굴 동쪽 유역으로부터 흘러나오는 본류에 합류하였다. 그러나 구린굴 지상 유로의 하상에 윈도우가 형성되면서 지상 유로는 구린굴 유로로 대체되고, 새로운 유로는 표고 660m 지점에서 본류에 합류하게 되었다. 이후 구린굴 상류 쪽으로 병문천 유역이 확대되면서 구린굴을 통과하는 유로가 본류로 바뀌었다. 그러나 홍수류가 발생하면 구린굴 지상 유로에도 유수가 발생하므로 병문천은 제4함몰 윈도우 지점에서 일시적으로 분기 하천의 형태를 이룬다. 제주도 용암동굴의 천장에서는 낙반 현상이 지속적으로 일어나고 있으므로 제주도의 수계 발달에 미치는 용암동굴의 영향은 현재 진행형이라고 할 수 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.749-758
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• 2010

Embankment Slope (or Fill Slope) is defined as artificial slope formed by the filling of soil or rocks on the original ground. Recently a lot of embankment failures and collapse has occurred due to the increase of torrential rainfall and typhoons. Embankment collapse has lead to a great loss of lives and property therefore there is a need to establish a systematic embankment slope management system that will handle the maintenance and repair of risky embankment slopes. The objective of this study is to establish an "Embankment Slope Management Method" for embankment slopes located along national highways all over Korea. The method for field investigation of embankment slopes was recommended and the system for investment priority determination was also developed. The factors that lead to the collapse of embankment slopes caused by natural calamities were also determined through the initial survey of embankment slopes located along river fronts and mountainous areas.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.140-153
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• 2005

During the tunnel construction the major failure mode can be categorized as: tunnel failure just after the tunnel excavation without support, failure after application of shotcrete and finally failure after setting the concrete lining. The failure mode just after the tunnel excavation without support, can be further classified as : bench failure, crown failure, face failure, full face failure, failure due to weak strata and failure due to overburden. Moreover the failure after application of shotcrete is classified as heading face failure, settlement of shotcrete support, local failure of shotcrete lining and invert shotcrete. To find out the major causes of tunnel collapse, the investigation was done in case of the second phase of Seoul subway construction. The investigation results depicted that the major causes of tunnel collapse were due to the weak layer of rock/fault and sudden influx of ground water from the tunnel crown. While the investigation results of the mountain road tunnels construction have shown that the major causes of tunnel failure were inadequate analysis of tunnel face mapping results, intersection of faults and limestone cavities. In this paper some recent measurement in order to mitigate such tunnel collapse are presented

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권2호
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• pp.259-268
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• 2017

In this paper, the incremental nonlinear dynamic analysis is used to evaluate the seismic performance of steel moment frame structures. To this purpose, three special moment frame structure with 5, 10 and 15 stories are designed according to the Iran's national building code for steel structures and the provisions for design of earthquake resistant buildings (2800 code). Incremental Nonlinear Analysis (IDA) is performed for 15 different ground motions, and responses of the structures are evaluated. For the immediate occupancy and the collapse prevention performance levels, the probability that seismic demand exceeds the seismic capacity of the structures is computed based on FEMA350. Also, fragility curves are plotted for three high-code damage levels using HASUS provisions. Based on the obtained results, it is evident that increase in the height of the frame structures reduces the reliability level. In addition, it is concluded that for the design earthquake the probability of exceeding average collapse prevention level is considerably larger than high and full collapse prevention levels.9.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권4호
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• pp.447-457
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• 2019

The use of Tuned mass dampers (TMD) has proved to be effective in reducing the effects of vibrations caused by wind loads and far-field seismic action. However, its effectiveness in controlling the dynamic response of structures under near-fault earthquakes is still under discussion. In this case, the uncertainty about the TMD performance arises from the short significant duration of near-fault ground motions. In this work, the TMD effectiveness for increasing the safety margin against collapse of structures subjected to near-fault earthquakes is investigated. In order to evaluate the TMD performance in the proposed scenario, the nonlinear dynamic response of two reinforced concrete (RC) frames was analyzed. TMDs with different mass values were added to these structures, and a set of near-fault records with frequency content close to the fundamental frequency of the structure was employed. Through a series of nonlinear dynamic analysis, the minimum amplitude of each seismic record that causes the structural collapse was found. By comparing this value, called collapse acceleration, for the case of the structures with and without TMD, the benefit produced by the addition of the control device was established.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권2호
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• pp.167-174
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• 2023

This study evaluated slope stability through a case study to determine the disaster risks associated with increased deforestation in structures, including schools and apartments, located in urban areas adjacent to slopes. The slope behind the ○○ High School in Gwangju, Korea, collapsed owing to heavy rain in August 2018. Historically, rainwater drained well around the slope during the rainy season. However, during the collapse, a large amount of seepage water flowed out of the slope surface and a shallow failure occurred along the saturated soil layer. To analyze the cause of the collapse, the images of the upper area of the slope, which could not be directly identified, were captured using unmanned aerial vehicles (UAVs). A digital elevation model of the slope was constructed through image analysis, making it possible to calculate the rainfall flow direction and the area, width, and length of logging areas. The change in the instability of the slope over time owing to rainfall lasting ten days before the collapse was analyzed through numerical analysis. Imaging techniques based on the UAV images were found to be effective in analyzing ground disaster risk maps in urban areas. Furthermore, the analysis was found to predict the failure before its actual occurrence.

• Earthquakes and Structures
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• 제22권3호
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• pp.289-304
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• 2022

During strong ground motions, adjacent structures with insufficient separation distances collide with each other causing considerable architectural and structural damage or collapse of the whole structure. Generally, existing design procedures for determining the separation distance between adjacent buildings subjected to structural pounding are based on approximations of the buildings' peak relative displacement. These procedures are based on unknown safety levels. This paper attempts to evaluate the influence of foundation flexibility on the structural seismic response by considering the variability in the system and uncertainties in the ground motion characteristics through comprehensive numerical simulations. Actually, the aim of this study is to evaluate the influence of foundation flexibility on probabilistic evaluation of structural pounding. A Hertz-damp pounding force model has been considered in order to effectively capture impact forces during collisions. In total, 5.25 million time-history analyses were performed over the adopted models using an ensemble of 25 ground motions as seismic input within OpenSees software. The results of the study indicate that the soil-structure interaction significantly influences the pounding-involved responses of adjacent structures during earthquakes and generally increases the pounding probability.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.9-20
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• 2014

철골 중간모멘트골조는 강한 지반운동에 대하여 적합한 저항능력을 확보하기 위한 지진력저항시스템으로서 일반적으로 사용되고 있다. 하지만 국내의 대다수 중 저층 철골건축물은 내진설계가 도입되기 이전에 건설되었거나 현재의 내진설계기준의 요구조건을 준수하지 않은 것들로, 이러한 건물들이 가지는 내진성능에는 의문점이 존재한다. 이와 같은 문제점의 인식에 기반하여 본 연구에서는 국내 철골 중간 모멘트골조의 내진성능에 대한 정량적 제시를 목표로 우선 층수 종류, 지진에 대한 보유내력, 부재 연성도, 제진장치의 유무를 변수로 하여 표본 건물을 설계하였다. 표본 건물의 내진 성능과 붕괴 매커니즘은 비선형 정적해석과 증분동적해석으로부터 획득한 붕괴여유비와 붕괴확률을 이용하여 분석하였다. 해석결과를 통하여 현행 국내기준에 따라 내진설계된 신축건물은 설계지진에 대해 충분한 내진성능을 가졌으며, 이에 반해 구조부재의 연성저감이 발생하거나 낮은 설계 밑면전단력에 대한 저항력을 가진 기존건물의 경우에는 높은 붕괴확률을 가지며 목표로 한 내진성능을 만족시키지 못하는 것으로 나타났다. 이와 같은 내진성능을 충족시키지 못하는 내진설계 도입 이전의 건물에 대해서 에너지 소산장치를 통해 보강하게 되면 장치의 에너지 소산능력뿐만 아니라 소성힌지의 재분배를 통해 붕괴확률 및 내진성능이 신축건물 수준으로 향상되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.1-10
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• 2017

최근 발생하고 있는 자연재해 중 산사태와 관련된 재해는 막대한 인명과 재산피해를 발생시키고 있다. 지속적으로 발생하고 있는 산사태로 인한 피해를 최소화하기 위해서는 계측, 모니터링 시스템 등 관련 기술에 대한 과학적 관리체계가 필요하다. 본 연구는 사면붕괴 예측을 통한 산사태 피해저감을 위한 관리체계 확립을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 산사태 발생시 지반거동을 예측하기 위한 표층지반변형률 봉을 제작하고, 사면 붕괴전조로서 변형률 증가를 관측하였다. 그 결과, 사면 붕괴시 지반의 변형은 붕괴 전조 구간, 변형 가속 구간, 변형 급가속 구간을 거친 후 붕괴에 이르는 것으로 나타나, 붕괴 전조 예측과 상관관계가 있는 것으로 판단된다. 모든 조건에서 사면붕괴 전조로서 시간에 따른 변위량의 증가가 공통적으로 관측되었으며, 이는 붕괴위험 사면의 계측 및 유지관리 관점에서 대단히 중요한 현상으로 판단된다. 산사태 발생에 따른 지반변위는 향후 지속적 연구를 통해 사면붕괴예측 및 계측관리기준의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료되며, 산사태 피해저감 및 계측산업 활성화에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.