지하에 묻혀 있는 상·하수도관, 전력시설, 가스관, 통신시설 등의 시설물들은 국민생활에 필수적인 도시기반시설이다. 이러한 시설물들의 위치 정보가 상당히 누락되어 있으며, 시설물들의 종류가 다양하고 좁은 공간에 집중적으로 매설되어 있어 3차원적으로 매우 복잡하게 얽혀있다. 4차 산업혁명과 더불어 지하 매설관의 정확한 위치정보와 속성정보들을 3차원적으로 시각화하여 전달하는 것이 요구되며, 여기에는 정확한 D/B 구축이 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 지하매설관의 3차원 시각화를 위한 D/B 구축을 정확하고 경제적이며 현장 적용이 가능한 기법을 소개하고자 한다.
Earthquake disaster frequently happens in Shizuoka Prefecture and it is commonly predicted that a giant earthquake(Tokai Earthquake) could occur in the near future. When a giant earthquake happens, extensive damage of lifelines will be expected. It is considered that the collection of damage information and the establishment of a communication network system are very important in order to restore lifelines quickly. And geographic information system(GIS) might playa very important role to grasp the spatial information of lifeline damage in a natural disaster. The authors' group had a research project to study a lifeline restoration support system with image processing and ad hoc networking in a natural disaster. The objectives of this presentation are to introduce our project and to show some results of our study. The authors finally constructed the GIS for the integration of damage information acquired by image processing and ad hoc networking.
This study proposes a certain measure or investment strategy for decision making associated with seismic retrofitting. This strategy reduces the risk of a large-scale malfunction such as water supply loss under seismic risks. The authors developed a stochastic value index that will be used in the overall evaluation of social benefit, income gain, life cycle costs and failure compensation associated with existing lifeline systems damaged by an earthquake during the remaining service period. Optimal seismic disaster prevention investment of deteriorated lifeline systems is discussed. Finally, the present study provides a performance-based design method for seismic retrofitting strategies of existing lifelines which are carried out using the target probabilities of value loss and structural failure.
본 논문은 지진으로 인한 라이프라인과 공공설비에 대한 위험 지역 묘사 및 물리적 손실추정에 중점을 두었으며, 또한, 지리정보시스템(GIS)과 지진영향의 공간적 특성 평가에 사용된 송수관망을 통한 GIS 적용이 강조되었다. 1994년도의 Northridge 지진에서 얻어진 물 공급 능력이 기록된 GIS 자료를 통하여 매장된 라이프라인 피해와 다양한 지진 매개변수들의 상호 관계가 검증되었으며, 통계학적으로 가장 뚜렷한 상호 관계를 갖는 지진 매개변수들이 발견되었다. Northridge지진으로부터 얻어진 GIS 자료를 이용하여 송수관의 손상률, 종류, 직경, 그리고 다양한 지진 매개변수들이 평가되었다.
Pitilakis, Kyriazis D.;Anastasiadis, Anastasios I.;Kakderi, Kalliopi G.;Manakou, Maria V.;Manou, Dimitra K.;Alexoudi, Maria N.;Fotopoulou, Stavroula D.;Argyroudis, Sotiris A.;Senetakis, Kostas G.
Earthquakes and Structures
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제2권3호
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pp.207-232
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2011
The development of reliable earthquake mitigation plans and seismic risk management procedures can only be based on the establishment of comprehensive earthquake hazard and loss scenarios. Two cities, Grevena (Greece) and D$\ddot{u}$zce (Turkey), were used as case studies in order to apply a comprehensive methodology for the vulnerability and loss assessment of lifelines. The methodology has the following distinctive phases: detailed inventory, identification of the typology of each component and system, evaluation of the probabilistic seismic hazard, geotechnical zonation, ground response analysis and estimation of the spatial distribution of seismic motion for different seismic scenarios, vulnerability analysis of the exposed elements at risk. Estimating adequate earthquake scenarios for different mean return periods, and selecting appropriate vulnerability functions, expected damages of the water and waste water systems in D$\ddot{u}$zce and of the roadway network and waste water system of Grevena are estimated and discussed; comparisons with observed earthquake damages are also made in the case of D$\ddot{u}$zce, proving the reliability and the efficiency of the proposed methodology. The results of the present study constitute a sound basis for the development of efficient loss scenarios for lifelines and infrastructure facilities in seismic prone areas. The first part of this paper, concerning the estimation of the seismic ground motions, has been utilized in the companion paper by Kappos et al. (2010) in the same journal.
지진을 기록하기 시작한 후로 우리나라에 발생한 지진은 2000회가 넘는 것으로 집계되고 있으며 그 중 48회는 엄청난 피해를 초래한 것으로 나타난다. 지진으로 인한 생산설비나 주요 관로 등의 시설물피해는 특정 지역에 국한되는 것이 아니라 지역간의 상호 의존적 특성에 의해 경제적으로 볼 때 심각한 피해를 주변에 전달하게 된다. 또한 지진과 같이 예측하지 못하는 사건으로 인해 발생하는 경제적 피해는 단순히 시설붕괴 같은 직접적인 손실뿐만 아니라 당해 시설의 보수나 재건에 소요되는 기간을 통틀어 간접적인 손실이 발생하게 됨을 인지해야 한다. 그런데, 지진 등과 같이 예측하지 못한 사건으로 인한 손실과 피해를 입은 시설 등을 보수보강 하거나 재건하는데 필요한 정부투자나 예산지원 금액을 보다 합리적으로 산정하기 위해서는 피해를 입은 지역내부 뿐만 아니라 그 지역이 관계를 맺고 있는 주변지역과의 직 간접 경제적 손실을 제대로 산출해 낼 필요가 있다. 여기서 직접적인 경제손실이라하면 생산시설이나 공급선의 피해로 인해 발생한 수요-공급관계의 1차적 변화를 의미하며, 간접적인 경제손실은 산업구조상 관계를 맺고 있는 다른 부문에서 나타나는 간접적인 변화를 의미한다. 본 논문에서는 지진발생으로 인한 경제적 영향, 특히 우리나라 교통망이 받는 영향을 분석하고자 하였다. 이를 위해 우리나라의 고속도로, 교량 및 경제 관련 자료를 수집하여 사용하였고, 지진 등 예상하지 못한 사건의 발생으로 인한 최종수요의 손실과 부문별 생산품의 흐름을 예측하였다.
지하공동구의 도시 생명선 기능유지를 위해서는 24시간 모니터링을 수행해야 하며 부족한 인력을 대체하기 위한 기술개발이 필요하다. 일반적인 관리방법으로는 지하 공간 특성을 반영하기 어려워 본 연구에서는 지하공동구를 대상으로 공간정보 기반의 디지털 트윈 시스템 요구사항을 도출하였다. 물리적 공간과 가상공간으로 구분하였으며, 물리적 공간은 멀티모달 영상센서 체계 구축의 기반이 되는 센서의 종류와 배치도를, 가상공간은 지하공동구에 대한 시스템 아키텍처를 구성하였다. 그리고 업무에 따른 시스템 기능을 제시하였다. 지하공동구 디지털 트윈을 통해 재난을 예방하고, 조기에 대응하여 도시 생명선의 기능유지에 효과적일 것으로 예상한다.
지진 작용에 대한 지하매설관의 안전설계를 위한 연구가 최근 활발히 진행중이다. 매설관의 파괴원인 중 하나는 관로 주위 흙의 액화영향이다. 최근 쉐이킹 테이블로 흙의 액화 현상을 야기하여 매설 관로 모텔의 거동에 대한 실험적 연구와 해설적 연구들이 수행되었다. 해석적 연구에서 구한 결과들은 실험치의 2배 이상이었다. 그러므로 본연구는 매설관로의 거동을 파악하기 위하여 흙의 액화과정에 따른 동적 토압 및 수압계수, 감쇄계수 및 동적 지반계수들을 보다 실험에 근사하게 나타내고 비선형 운동 방정식을 작성하여 시간 이력 해석을 한다.
Submersed rock-berm structures are frequently used for protection of underwater lifelines such as pipelines and power cables. During the service life, the rock-berm structure can experience several accidental loads such as anchor collision. The consequences can be severe with a certain level of frequency; hence, the structural responses should be carefully understood for implementing a proper structural health monitoring method. However, no study has been made to quantify the structural responses because it is hard to deal with the individual behavior of each rock. Therefore, this study presents a collision analysis of the submersed rock-berm structure using a finite element software package by facilitating the smoothed-particle hydrodynamics (SPH) method. The analysis results were compared with those obtained from the Lagrange method. Moreover, two types of anchors (stock anchor and stockless anchor), three collision points and two different drop velocities (terminal velocity of each anchor and 5 m/s) were selected to investigate the changes in the responses. Finally, the effect of these parameters (analysis method, anchor type, collision point and drop velocity) on the analysis results was studied. Accordingly, the effectiveness of the SPH method is verified, a safe rock-berm height (over 1 m) is proposed, and a gauge point (0.5 m above the seabed) is suggested for a structural health monitoring implementation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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