• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권3호
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• pp.345-367
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• 2015

Past earthquakes have signaled the increased collapse vulnerability of mainshock-damaged bridge piers and urgent need of repair interventions prior to subsequent cascading hazard events, such as aftershocks, triggered by the mainshock (MS). The overarching goal of this study is to quantify the collapse vulnerability of mainshock-damaged substandard RC bridge piers rehabilitated with different repair jackets (FRP, conventional thick steel and hybrid jacket) under aftershock (AS) attacks of various intensities. The efficacy of repair jackets on post-MS resilience of repaired bridges is quantified for a prototype two-span single-column bridge bent with lap-splice deficiency at column-footing interface. Extensive number of incremental dynamic time history analyses on numerical finite element bridge models with deteriorating properties under back-to-back MS-AS sequences were utilized to evaluate the efficacy of different repair jackets on the post-repair behavior of RC bridges subjected to AS attacks. Results indicate the dramatic impact of repair jacket application on post-MS resilience of damaged bridge piers-up to 45.5 % increase of structural collapse capacity-subjected to aftershocks of multiple intensities. Besides, the efficacy of repair jackets is found to be proportionate to the intensity of AS attacks. Moreover, the steel jacket exhibited to be the most vulnerable repair intervention compared to CFRP, irrespective of the seismic sequence (severe MS-severe or moderate AS) or earthquake type (near-fault or far-fault).

• 지구물리
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• 제8권2호
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• pp.93-96
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• 2005

한반도 동해안에 지진해일 피해를 유발할 수 있는 일본서안지역에 대하여 지진활동도, 지진공백역, 해저단층연구와 같은 기존의 연구결과 및 지진해일 수치모형을 이용한 한반도 동해안 최대파고를 유발할 수 있는 단층해를 제시하였다. 지진정보가 없는 해저단층지역에 대해 지진해일 수치모형을 수행하여 한반도 동해안에 최대의 파고를 유발할 수 있는 단층해를 제시하였다. 특히 주향의 변화에 따라 같은 규모 지진이라도 생성할 수 있는 해안가에서의 해일의 높이는 7배 이상 차이가 날 수 있음을 알 수 있었다. 이 단층해를 이용하여 지역별, 규모별로 도달시간 및 최대해일고를 포함하는 지진해일 시나리오 DB를 구축하고 있으며 향후 기상청 국가지진분석시스템과 연계하여 지진해일 예측체계를 강화할 것이다

• 지구물리
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• 제2권3호
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• pp.201-208
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• 1999

백악기 육성 퇴적분지의 하나인 풍암 퇴적분지 중부에서 획득한 고해상도 탄성파 중합단면을 탄성파 층서학적인 측면에서 해석하고, 시추공 코아자료, 지표지질 및 구조연구 결과와 비교하여 분지 중심부의 지층 특성을 구명하였다. 중합단면상에는 분지의 경계단층, 침식 부정합면, 관입암체 등의 지질구조가 인지되며, 지층을 연대가 젊은 층부터 차례로 층군 I, II, III, IV, V의 5개로 구분하였다. 연구지역은 분지형성 초기부터 장력이 작용하여 많은 정단층들을 형성하였으며, 미고결층 및 풍화층, 퇴적암층이 기반암인 선캠브리아기 흑운모 편마암을 피복하고 있다. 또한 북서-남동 방향으로 분포하는 퇴적암과 화강암의 경계가 단층에 의하여 수직적으로 구분된다. 이후 화강암류가 관입하여 풍암분지 각처에 지구조 파쇄대와 대소 단층을 발달시켰다. 관입암체인 안산암은 기존에 퇴적되었던 퇴적암층 V를 관입하였는데, 이는 풍암분지 내에서 마그마 관입에 따른 화산암의 생성이 간헐적으로 존재했음을 시사한다. 층군 I과 II에서와 같이 조립질 선상지 퇴적물과 화산쇄설물을 많이 함유하고 있는 퇴적물이 분지 내에 충진되면서 계속되는 주향이동의 지구조 운동을 받아 변형되었다.

• 자원환경지질
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• 제25권2호
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• pp.167-177
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• 1992

The gravity measurement has been conducted at 53 and 34 stations with an interval of 1~1.5 km along the national roads of about 47 km and 34 km running from Duksungri to Yangpori and from Angangri to Byungpori, Kyungsangbookdo, respectively. The subsurface geology and geologic structure of Tertiary Pohang and Janggi basins along two survey lines are interpreted quantitatively by applying Fourier series and Talwani methods for Bouguer gravity anomaly. The depths of Conrad discontinuity vary from 11.8 to 12.5 km and 11.5 to 13.2 km along the survey lines between Duksungri and Yangpori, and Angangri and Byungpori, respectively. The depths of pre-Cambrian Gneiss complex underneath Kyungsang Supergroup vary from 3.8 to 4.2 km and 3.8 to 4.6 km along the survey lines between Duksungri and Yangpori, and Angangri and Byungpori, respectively. Massive granite bodies which are not exposed along the survey line between Duksungri and Yangpori are distributed on a large scale at the subsurface between Duksungri and Ochun, and Daegokri and Yangpori. Along the survey line between Angangri and Byungpori, it is exposed at Angangri, and extends underneath Chungrimdong, Pohang city. Andesite is distributed on a small scale underneath Pohang city and Ochun. The thicknesses of Tertiary Yonil and Janggi Groups are 0.2~0.9 km and 0.1~0.5 km, respectively. The Tuffaceous rocks which are the lowest formation of Tertiary sedimentary rocks are distributed with the thickness of 0.2 km at the surface and between Kyungsang Supergroup and Yonil or Janggi Groups. The Yonil and Janggi Groups are in fault contact by a fault running through Ochun and Chungrimdong, Pohang city. Two other faults are newly found near Heunghae-eup and Hyungsan river.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권2호
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• pp.207-227
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• 2022

In general, the interaction conditions between the discrete stones are not taken into account by structural engineers during the modeling and analyzing of historical stone bridges. However, many structural damages in the stone bridges occur due to ignoring the interaction conditions between discrete stones. In this study, it is aimed to examine the seismic behavior of a historical stone bridge by considering the interaction stiffness parameters between stone elements. For this purpose, Tokatli historical stone arch bridge was built in 1179 in Karabük-Turkey, is chosen for three-dimensional (3D) seismic analyses. Firstly, the 3D finite-difference model of the Tokatli stone bridge is created using the FLAC3D software. During the modeling processes, the Burger-Creep material model which was not used to examine the seismic behavior of historical stone bridges in the past is utilized. Furthermore, the free-field and quiet non-reflecting boundary conditions are defined to the lateral and bottom boundaries of the bridge. Thanks to these boundary conditions, earthquake waves do not reflect in the 3D model. After each stone element is modeled separately, stiffness elements are defined between the stone elements. Three situations of the stiffness elements are considered in the seismic analyses; a) for only normal direction b) for only shear direction c) for both normal and shear directions. The earthquake analyses of the bridge are performed for these three different situations of the bridge. The far-fault and near-fault conditions of 1989 Loma Prieta earthquake are taken into account during the earthquake analyses. According to the seismic analysis results, the directions of the stiffness parameters seriously changed the earthquake behavior of the Tokatli bridge. Moreover, the most critical stiffness parameter is determined for seismic analyses of historical stone arch bridges.

• Earthquakes and Structures
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• 제22권5호
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• pp.503-515
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• 2022

This paper presents the development of seismic fragility curves for a precast reinforced concrete bridge instrumented with a structural health monitoring (SHM) system. The bridge is located near an active seismic fault in the Dominican Republic (DR) and provides the only access to several local communities in the aftermath of a potential damaging earthquake; moreover, the sample bridge was designed with outdated building codes and uses structural detailing not adequate for structures in seismic regions. The bridge was instrumented with an SHM system to extract information about its state of structural integrity and estimate its seismic performance. The data obtained from the SHM system is integrated with structural models to develop a set of fragility curves to be used as a quantitative measure of the expected damage; the fragility curves provide an estimate of the probability that the structure will exceed different damage limit states as a function of an earthquake intensity measure. To obtain the fragility curves a digital twin of the bridge is developed combining a computational finite element model and the information extracted from the SHM system. The digital twin is used as a response prediction tool that minimizes modeling uncertainty, significantly improving the predicting capability of the model and the accuracy of the fragility curves. The digital twin was used to perform a nonlinear incremental dynamic analysis (IDA) with selected ground motions that are consistent with the seismic fault and site characteristics. The fragility curves show that for the maximum expected acceleration (with a 2% probability of exceedance in 50 years) the structure has a 62% probability of undergoing extensive damage. This is the first study presenting fragility curves for civil infrastructure in the DR and the proposed methodology can be extended to other structures to support disaster mitigation and post-disaster decision-making strategies.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.159-169
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• 2020

변전소 구조물 내부에 설치되는 전력설비의 내진설계 시 사용되는 변수인 가속도 증폭계수는 미국, 일본과 국내의 변전소 내진설계기준에서 제시되어 있다. 국내 설계기준에 제시된 가속도 증폭계수는 미국, 일본의 설계기준에서 제시된 계수와는 달리 변전소 구조물의 층수가 4층 이상일 경우에는 동적해석을 수행하여 가속도 증폭계수를 구하게 되어 있다. 국내의 변전소 구조물은 대부분 층수가 4~5층이므로 기존의 가속도 증폭계수는 실제 변전소 구조물에 적용하기에 미흡한 상황이다. 국내 변전소 구조물 형식에 적합한 가속도 증폭계수를 제시하기 위하여 대표적인 7가지 구조형식의 변전소 구조물에 대하여 가속도 증폭계수를 평가하였다. 가속도증폭계수는 변전소 구조물에 대하여 원거리 지진과 근거리 지진을 사용하여 내부-구조물 응답스펙트럼을 작성하여 이로부터 평가하였다. 미국, 일본 전력설비 내진설계 기준에 따른 각각의 가속도 증폭계수 α_J, α_A는 근거리 및 원거리 지진을 사용한 동적 해석으로 구한 가속도 증폭계수에 비하여 다소 과대평가하는 경향이 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.63-70
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• 2009

파괴모드는 저항력과 비탄성 변형 능력의 저하를 일으키는 균열이나 파단으로 귀결된다. 특수중심가새골조의 잠재적 파괴모드는 가새의 균열이나 파단, 가새나 거싯 플레이트의 순단면 파단, 거싯 플레이트용접의 균열, 볼트의 전단균열, 블록전단파단, 그리고 거싯 플레이트의 좌굴 등을 포함하고 있다. HSS 튜브가새는 특수중심가새골조에 자주 사용되고, 가새의 순단면 파단은 거싯 플레이트가 가새로 삽입되는 홈의 끝부분에 가새의 순단면을 통해 발생한다. 이 파괴모드는 인장파괴모드로 분류되고 급격한 강도저하와 취성적인 거동을 보인다. AISC 디자인 규준에선 순단면 보강을 요구하고 있다 (AISC 2001). 이 논문에서, 순단면 보강의 필요성에 대해 논의한다. 먼저, 미국 버클리대학교에서 수행됐던 순단면 파단실험을 유한요소모델을 이용한 이 실험의 모델링을 통해 소개한다. 실제 골조에서의 순단면 파단의 가능성을 조사하기 위해, 홈이 있는 중심가새골조를 유한요소법을 이용 모델링 하고, 인장지배의 근거리지진 이력을 적용시킨다. 이는 이력이 순단면 파단의 가장 중요한 인자라는 이전 해석 결과에서 기인한 것이다. 순단면 보강의 필요성과 인장지배의 근거리지진 이력의 영향에 대해 조사한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.319-329
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• 2020

현재 우리나라에서 운영 중인 교량 중 30년 이상 된 교량이 전체의 약 11%를 차지할 정도로 노후교량의 수가 증가하고 있다. 따라서 교량의 노후화에 따른 영향을 고려한 내진성능 평가방법의 개발이 필요하다고 볼 수 있다. 예제 교량으로는 포트받침, 탄성고무받침과 납-고무받침을 가진 3가지의 강합성 상자형 거더교를 선정하고, opensees 프로그램을 사용하여 구조해석모델을 작성하였다. 본 연구에서는 교량의 노후도를 교각의 주철근과 띠철근의 부식에 의한 면적의 감소로 반영하였다. 교각의 노후화 정도로는 5%, 10%, 25%, 50%의 4가지 조건을 사용하였다. 입력지진으로는 근거리 지진과 원거리 지진을 각각 40개씩 사용하였으며, 노후화 정도에 따른 예제교량의 교각에 대한 최대변위와 최대 전단력 응답을 구하여 비교하였다. 노후도가 증가할수록 힘-변위 관계에서 교각의 강도 저하가 발생함을 알 수 있으며, 이로 인하여 교각의 변위응답이 증가함을 알 수 있다. 교각의 노후도에 따른 변위응답과 전단저항능력의 영향을 분석하기 위하여 변위비(D_ratio)와 전단력비(F_ratio)를 정의하여 평가하였다. 예제교량의 고유주기가 길어질수록 노후도에 따른 변위비(D_ratio)의 증가가 크게 나타남을 알 수 있으며, 전단력비(F_ratio)의 감소 경향은 작게 나타남을 알 수 있다.

• 지질공학
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• 제29권3호
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• pp.223-236
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• 2019

전기비저항탐사는 지질 분포나 단층 파쇄대의 유무 등의 지질 구조, 지층의 풍화 및 변질 정도, 지하수 등을 파악하기 위하여 광범위하게 활용되는 탐사기법이다. 본 연구에서는 지하 전기비저항의 분포특성을 분석하기 위하여 총 6개 측선을 중심으로 울릉도 나리분지와 알봉분지 주변 지하 칼데라 퇴적층과 지질 구조를 파악하기 위하여 기존의 쌍극자배열법(A 방법과 C 방법)의 탐사결과와 함께 변형된 쌍극자배열법(D 방법)을 적용하여 연구를 수행하였다. 본 연구결과, 변형된 쌍극자배열법을 적용하여 최적의 지하 비저항 분포단면 분석을 통해 퇴적층과 연약대가 분포하는 구간인 500 ohm-m 이하의 저비저항대와 화산암체인 조면안산암질 암류가 분포하는 5,000 ohm-m 이상의 고비저항대의 경계를 명확하게 파악할 수 있었다. 알봉분지의 퇴적층은 평균 50~100m 내외, 나리분지의 퇴적층은 평균 약 100~200m 내외의 두께로 분포하는 것으로 추정되며, 칼데라 단층으로 추정되는 이상대는 지표부근에서 탐사심도 하부까지 500 ohm-m 이하의 저비저항대가 수직으로 연장성을 가지면서 암반 내 연약대와 구분되는 것으로 분석되었다.