암반지반에 주어진 등재해도 스펙트럼에 상응하는 원전부지 토사지반에서의 등재해도 스펙트럼을 도출하기 위한 확률론적 방법론을 제시하였다. 이를 위해 지진 운동 및 지반의 불확실성을 고려한 지반응답 해석을 통해 토사지반 지표에서의 지진동 증폭계수를 산정하였다. 증폭계수는 가장 상관관계가 높은 지반운동의 스펙트럴 가속도 규모와의 회귀분석을 통해 계산되었다. 이 방법론을 적용하여 국내 KNGR (Korean Next Generation Reactor) 및 APR1400 (Advanced Power Reactor 1400) 원전의 포괄부지 지반 중 B1,B4, C1 및 C3 지반을 대상으로 등재해도 스펙트럼을 도출하였다. 등재해도 스펙트럼을 통해 지진동 발생 빈도 별 위험 주파수 대역을평가하고 분석하였다. 이 결과는 원전의 종합적 지진리스크 평가 결과를 보다 합리적으로 개선하는 데에 활용될 수 있으며, 향후 다양한종류의 토사지반에 대한 등재해도 스펙트럼을 평가하는 데에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

이 연구에서는 추계학적 그린함수법에 의한 단층 모델을 이용하여 지진파를 합성하고 단층 파라미터의 변화에 의한 지반 운동의 차이를 평가하였다. 모멘트 규모 6.5의 단층을 예제로 선정하였고 아스페리티 면적의 통계값을 이용하여 슬립의 분포를 모델링하였다. 평가를 위해 고려된 단층 파라미터들은 진원의 위치, 전단파 속도 대비 파열 전파속도 비, 상승시간, 절점주파수 그리고 고주파감쇠 필터 등 이었다. 요소지진원에 적용된 파라미터들은 구조권역별 특성이 다른 지역의 값을 사용하였고 다른 파라미터들은 발생 가능한 임의의 값을 사용하였다. 생성된 지반운동 시간이력으로부터 응답스펙트럼을 작성하였으며, 파라미터의 값을 달리하여 비교하였다.이로부터 각각의 단층파라미터에 의해 영향을 받는 주파수 구간 및 스펙트럼 가속도의 차이를 평가하였다.

확률론적 지진재해도 분석은 지진자료에 내재된 필연적인 불확실성을 효과적으로 반영하기 위한 방법으로, 다수의 지진 지체 모델과 감쇄식이 가중치와 함께 고려된다. 확률론적 지진재해도 분석을 통하여 산출된 재해도는 일반적으로 최대지반가속도에 대한 값으로, 연초과확률로 표시된다. 또 다수의 지진자료에 의해 발생되는 재해도의 불확실성 범위를 표시하기 위하여 평균 재해도 곡선뿐 아니라 15, 50, 85 백분위수의 곡선도 함께 도시한다. 따라서 백분위수는 산출된 재해도의 불확실성 범위를 나타내는 중요한 역할을 수행하게 되며 지진자료에 의한 가중치와 산출된 재해도의 관계를 이용한 여러 가지 방법에 의해 계산된다. 본 연구에서는 백분위수 분석 방법으로 중요도 누적법, 재해도 가중법, 최우법, 적률법을 선정하여 신울진 1,2호기의 확률론적 지진재해도분석으로 산출된 재해도의 백분위수를 계산 하였다. 전반적으로 중요도 누적법, 재해도 가중법, 최우법으로 계산된 백분위수 곡선의 경향이 유사하게 나타났으며 실제 산출된 전체 재해도의 특성을 잘 반영하였다. 적률법으로 계산된 백분위수는 평균 재해도에 가장 큰 영향을 미치는 부지를 포함한 지진원에 대한 재해도를 효과적으로 나타냈다. 본 연구에서는 전체 지진원과 부지를 포함한 지진원에 대한 평균 재해도가 거의 같게 나타나는 점을 고려하여 부지를 포함한 지진원의 재해도를 백분위수에 잘 반영하는 적률법을 효과적인 백분위수 산출방법으로 제시하였다.

한반도의 Gutenberg-Richter b값에 관한 기존 국내 연구결과로부터 최적값을 전문가 패널을 통해 도출하였다. 전문가 패널에 의한 평가 결과, Gutenberg-Richter b값은 지진원 구역에 상관없이 한반도 전체에 걸쳐 비교적 일정하며 그의 평균값은 0.96으로 추천되었다. 지진지체구조는 4가지로 의견이 수렴되었다. 패널평가 결과를 신울진 1.2호기 원전부지에 적용하여 지진재해도에 미치는 영향을 분석하였다. 연구대상 부지의 평균재해도 수준은 전문가 패널평가결과 적용 이전에 비해 0.2g에서 최소 약 70-80% (0.6-0.7 order) 감소하였고, 지진재해도의 불확실성 폭은 0.2g (15%-85% 신뢰구간)에서 현저하게 감소하였다. 향후, 지진재해도분석 시 b값을 지진원 전체에 균일하게 보수적으로 0.95를 적용할 것을 제안하였다.

최근 수행된 우리나라 원전 부지에 대한 지진재해도 해석 결과 작성된 등재해도 스펙트럼에서 고진동수 성분의 지진동이 매우 우세하게 나타나고 있다. 일반적으로 지진취약도 해석에서는 설계 스펙트럼에 내재된 보수성을 평가하기 위해 스펙트럼 형상계수가 사용된다. 본 연구에서는 입력지반운동 스펙트럼의 형상이 변화함에 따른 층응답스펙트럼의 형상 변화를 분석하였다. 이때 입력 스펙트럼으로부터 직접 층응답스펙트럼을 작성할 수 있는 직접법을 사용하였다. 본 연구 결과 건물 내부에 설치된 기기의 취약도해석에서는 입력스펙트럼에 내재된 보수성을 구조물의 고유진동수에 대한 스펙트럼 형상계수가 아닌 기기의 고유진동수에 따른 층응답스펙트럼 형상계수로 고려하는 것이 정확한 취약도해석 결과를 주는 것으로 나타났다.

본 논문은 철근 콘크리트 구조물의 비탄성 해석을 수행하기 위하여 개발된 9절점 퇴화 쉘 요소에 대하여 기술하였다. 개발된 쉘 유한요소는 퇴화고체기법과 함께 구조물에서 발생하는 횡 전단 변형효과를 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin (RM)가정을 도입하였다. RM가정을 바탕으로 한 퇴화 쉘 요소는 쉘의 두께가 얇거나, 즉 종횡비가 작거나, 균일하지 않은 유한요소망을 사용할 경우 구조물의 강성이 과대하게 계산되는 강성과대현상(Locking phenomenon)이 나타나게 된다. 강성과대현상은 선택적 감차 적분, 비 적합 모드, 가변형도 등을 사용하여 개선하는데 특히 가변형도법에 바탕을 둔 대체변형도는 많은 유한요소에 성공적으로 적용되어 왔다. 그러나 이와는 대조적으로 콘크리트의 비탄성 해석에 가변형도법을 도입하고 그 성능을 조사한 사례는 매우 적다. 따라서 본 연구에서는 가변형도법과 미시적 재료모델을 바탕으로 RM 쉘 요소를 정식화하고 미를 유한요소프로그램으로 개발하였다. 개발된 철근 콘크리트 쉘 요소의 성능은 수치예제를 통하여 검증하였다. 수치예제로부터 개발된 쉘요소를 이용하여 구해진 해석결과가 실험결과 또는 다른 해석결과에 근접함을 알 수 있다.

원전 격납건물은 내진 안정성을 확보하기 위해 설계단계에서 여유나 보수성을 부여하게 된다. 원전 구조물의 내진성능 평가는 이러한 여유나 보수성을 배제한 실질적인 성능 및 응답을 기준으로 평가하게 된다. 본 연구에서는 내진성능 평가에 고려되는 구조물의 성능 및 응답관련 계수들 중 그 기여도가 비교적 큰 비탄성 에너지 흡수계수의 산정방법에 대한 비교를 수행하였다. 또한 각종 방법에 따라 산정된 비탄성 에너지 흡수계수에 따른 HCLPF(high confidence of low probability of failure)값의 변화를 분석하였다. 연구결과 원전 격납건물의 비탄성 에너지 흡수계수는 1.5~1.75로 나타났다. 구조물의 내진성능을 명확히 평가하기 위해서는 먼저 구조물의 비선형 거동 및 연성도를 정확히 평가하여야 함을 알 수 있다.

지진규모, 진앙거리, 지반조건 및 가옥의 노후도를 고려하여 역사지진의 규모를 추정하였다. 진진규모 6-8, 진앙거리 5 km-350km, 단단한 지반 및 연약 지반 특성을 갖는 18개의 인공지진파를 작성하여 우리 나라 전통 초가삼간에 대한 비선형 동적해석을 수행하였다. 가옥의 경년에 따른 노후도는 목조 프레임의 수평내력에 관한 이력특성이 선형적으로 감소하는 것으로가정하였다. 초가삼간을 1질점계의 1자유도 모델로 모델링하였으며, 비선형 이력특성은 개량형 Double-Targe모델을 이용하였다. 해석결과 원거리 지진에 대해서는 지진규모, 지반조건 및 노후도에 상관없이 매우 적은 피해를 보였다. 중거리 지진의 경우 연약지반에서 규모 6.5 이상의 지진시 반파 이상의 피해가 발생하였다. 근거리 지진의 경우 지반조건 및 노후도에 상관없이 규모 6.5 이상에서 반파 이상의 피해를 나타내었다. 우리 나라 역사지진의 규모는 약 6.2로 추정된다. 우리 나라에 적합한 지반가속도-진도의 경험식을 제안하였다.

우리나라 전통 초가삼간의 1/4 축소모델을 제작하여 연약지반 조건에 대한 내진 성능실험을 수행하였다. Imperial Valley 지진파를 사용하여 모델의 파괴 시까지 거동을 분석하였다. 탄성한계 내에서 초가삼간의 고유진동수는 장방향 및 단방향 각각 1.66Hz 및 1.76Hz로 측정되었다. 탄성한게 내에서의 감쇠비는 약 7%이다. 수평방향의 최대 가속도응답은 입력에 비해 감소하며 이는 목조 프레임의 비선형, 비탄상 특성 때문이다. 수평방향의 변위응답은 입력이 증가함에 따라 급격히 증가하여 최대 지반가속도 0.25g에서 모델이 붕괴되었다. 비선형 지진해석 결과와 실험결과를 비교하였다.

우리나라 전통 초가삼간의 1/4 축소모델을 제작하여 암반지반 조건에 대한 내진성능실험을 수행하였다. Nahanni 지진파를 사용하여 최대 가속도 0.1g~0.6g 범위에서 거동을 분석하였다. 탄성한계에서 초가삼간의 고유진동수는 장방향의 경우 약 1.66Hz, 단방향의 경우 215Hz이다. 탄성한계에서의 감쇠비는 약 7%이다. 수평방향의 가속도응답은 입력에 비해 감소하며 입력가속도 수준이 증가할수록 감소율이 증가한다. 이는 사개맞춤으로 만들어진 목조 프레임의 비선형.비탄성 특성 때문이다. 전통 초가삼간 가옥은 고진동수가 지배적인 암반지반에서 매우 큰 내진성능을 나타내었다.

본 논문에서는 사개맞춤으로 제작된 우리 나라 전통 초가삼간 목조 프레임의 수평방향 교번하중에 대한 이력특성을 실험을 통하여 규명하였다. 실험에는 1.:1 모델을 제작하여 사용하였다. 사개맞춤 목조 프레임의 이력특성은 못이나 사재를 사용한 목조 프레임의 이력특성과는 매우 상이하다. 프레임의 등가 점성감쇠비는 평주 프레임의 경우 약 27%, 고주 프레임의 경우 약 13%이다. 개량형 Double Target 모델의 이용하여 비선형 이력특성을 모사하였다.

삼국시대 이후 근대까지 민가의 가장 보편적인 형태였던 초가삼가의 평균적인 상세 구조를 제시하였다. 목조 프레임이 주로 사용되었으며 프레임의 조인트는 사개맞춤이 일반적이었다. 초가삼간을 구성하는 평주 및 고주 프레임의 정적 수평내력을 1:1 실험모델을 통하여 평가하였다. 기둥 상부 조인트의 형태 및 심벽이 수평내력에 미치는 영향과 조인트의 파괴모드를 분석하였다. 실험결과 평주 프레임의 극한 수평내력은 1,090N, 파괴시 최대 수평변위는 400mm(1/6 rad)이었다. 고주 프레임의 경우 이들 값은 각각 4,160 N 및 250 mm(1/9.6 rad)이었다. 프레임의 거동은 모두 조인트의 거동에 지배되었으며 매우 큰 비선형을 보였다. 조인트의 파괴모드는 평주 프레임의 경우 화통가지의 전단파괴, 고주프레임의 경우 화통가지의 휨파괴가 주요한 모드였다.

본 논 문 에서는 직사각형 형태의 사용후 핵연료 저장구조물 에 대한 내진해석을 다루었다. Eulerian 과 Lagrangian 의 두가지 해석방법 을 사용하여， 그 결 과를 비교하였다. Eulerian 접 근 방법에서는 유체 운동에 대한 Laplace 방정식의 경계치 문제를 푼 반면， Lagrangian 접 근 방법에서는 저 장구조물은 고체 유한요소로 모 형화 하였고， 내부유체 는 유체 유한요소로 보형 화 하였다. 유체영역 을 모형화 하는데 사용된 유체요소의 강성올 적 절히 산정하기 위하여 (1 x 1) 의 갑차적 분을 적 용하였다. 응답스펙 트럼 해석 법으로 유체 구조물 상관관계의 내 진 해석 올 수행한 결 과， 뚜 접 근 방볍으로 구한 벽면에 작용하는 유동압이 장 일치 함을 알 수 있었다. 또한 벽면 유연성의 영향을 포함할 경 우， 지 진 발생시 벽면에 작용 하는 유통 압이 크 게 증가할 수 있 음올 알았다.

연안해역에 저밀도 Froude수의 액체를 방류할 때 인근해역에 미치는 영향을 저감하기 위해서, 중력분류의 혼합\ulcorner희석특성을 알아보았다. 연직방향방류시 밀도 Froude수가 작은 것이 분류의 퍼짐폭이 증대하여 방류수의 혼합\ulcorner희석이 활발해진다. 수평방향방류시 밀도 Froude수가 클수록 혼합\ulcorner희석효과가 증대된다. 수평방향방류가 연직수평방류보다 혼합희석효과가 뛰어나다. 수평방향방류시 다공관으로 방류하는 것이 단공관의 경우 보다 효과적이다. 이는 방류수를 분산시켜 방류함으로서 주위수와 접하는 표면적이 증대되기 때문이다.

옥수수의 종자발육에 ethylene이 미치는 영향을 알기 위하여 마치종, 단옥수수, 초당옥수의 배와 배유의 발육과 ethylene 발생을 조사하였다. 그리고 초당옥수수에 ethylene 발생과 작용을 조절하는 aminoethoxyvinyl glycine(AVG), silver thiosulfate(STS), ethephon(2-chloroethylphosphonic acid, CEPA)를 출사 후 9 및 21일에 전 식물체와 포엽에 처리하여 ethylene 발생양상과 배와 배유의 발육을 조사하여 채종 시 종자발달을 촉진할 수 있는 방법을 찾고자 하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 마치종은 배와 배유 모두 출사 후 56일까지 건물중이 증가하였다. 그러나 단옥수수와 초당옥수수의 배는 출사 후 각각 56일 및 49일까지, 배유는 출사 후 35일 및 28일까지 증가하였다. 2. 종자의 ethylene 발생량은 초당옥수수가 단옥수수나 마치종보다 많았다. 3. 배유조직의 변화는 출사 후 21일부터 배의 끝 부분에서 동공이 생기기 시작하여 마치종은 동공이 유지되나 단옥수수는 출수 후 42일에는 동공이 붕괴되었고, 초당옥수수는 배 위쪽 및 옆쪽까지 동공이 생겼다가 수축되었다. 4. 초당옥수수 품종 Xtrasweet 82에서 AVG와 STS는 ethylene 발생량을 감소시키고 100립중을 다소 증가시켰으나, CEPA는 ethylene 발생량을 증가시키고 100립중을 감소 시키는 경향이었다. 5. CEPA 처리는 배유에 동공이 발생하는 시기가 다소 빨랐으나 AVG와 STS 처리는 큰 효과가 없었다.

옥수수 종자의 활력을 향상시키는 방법을 모색하기 위하여 마치종 옥수수, 단옥수수, 초당옥수수의 건전종자와 인위적으로 노화처리하여 활력이 낮은 종자를 수분함량이 50, 75, 100, 125%인 vermiculite와 섞어 25℃ 에서 24시간 matriconditioning하였다. 처리된 종자를 토양에 파종하여 25℃ 와 co]d test(10℃ 에서 7일 처리 후 25℃ 에서 7일 처리)조건에서 종자활력을 조사하여 matriconditioning에 알맞은 vermiculite의 수분함량을 구명하였고, 또 침종시 종자의 당과 전해질의 누출량, α -amylase 활성, DNA 및 가용성 단백질 함량을 조사하여 mariconditioning할 때 종자의 생리적인 변화를 조사하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 옥수수의 출아율, 출아속도, 유묘생장은 마치종 ＞ 단옥수수 ＞초당옥수수의 순으로 작았다. 건전종자가 노화종자보다 출아율, 출아속도, 유묘생장이 좋았고. α -amylase 활성, DNA 및 가용성 단백질 함량은 높았으나 당과 전해질의 누출은 적었다. 2. Matriconditioning은 25℃ 에서 발아할 때 마치종과 단옥수수의 건전종자의 출아율에는 영향을 미치지 않았으나 활력이 낮았던 초당옥수수 건전종자와 모든 genotype의 노화종자는 matriconditioning할 때 수분함량이 높을수록 출아율이 증가하였다. Cold test에서는 25℃ 와 같은 경향이었으나 출아율이 더 낮았다. 3. 출아속도는 단옥수수 건전종자는 25℃ 와 cold test에서 모두 matriconditioning의 영향을 받지 않았지만 다른 종자는 25℃ 와 cold test에서 모두 matriconditionig 할 때 수분 함량이 높을수록 출아속도가 빨랐다. 4. 유아장과 유아중은 cold test에서 matriconditioning의 영향이 없었던 초당옥수수의 건전종자와 노화종자를 제외한 다른 종자는 모두 25℃ 와 cold test에서 수분함량이 높을수록 유아장과 유아중이 증가하였다. 5. 종자의 당 누출량은 마치종 ＜단옥수수 ＜초당옥수수의 순으로 많았다. 마치종은 건전종자와 노화종자 모두 당 누출량이 적었다. 단옥수수는 노화종자의 당 누출량이 건전종자보다 다소 많았고, matriconditioning할 때 수분함량이 증가할수록 당누출량은 다소 감소하였다 초당옥수수는 노화종자가 건전종자보다 당 누출량이 현저히 많았으며, 건전종자는 50%, 노화종자는 100%까지 matriconditioning처리할 때 수분 함량이 높을수록 당 누출량은 감소하였다. 6. 종자의 전해질 누출량(침지액의 전기전도도)은 마치종 ＜단옥수수 ＜초당옥수수의 순으로 높았고, matriconditioning할때 수분함량이 높을수록 전해질의 누출량은 감소하였다. 7. α -amylase활성은 단옥수수 ＜마치종＜초당옥수수의 순으로 높았다. 모든 옥수수 genotype에서 matriconditioning할 때 수분 함량이 높을수록 α -amylase활성이 증가하였다. 8. DNA와 수용성 단백질 함량은 초당옥수수 ＜마치종 ＜단옥수수의 순으로 높았다 모든 genotype의 건전종자와 노화종자는 matriconditoining할 때 수분함량이 높을수록 DNA와 수용성 단백질 함량이 증가하는 경향이었다.