This study investigated the influence of probabilistic variability in stiffness and nonlinearity of soil on response of nuclear power plant (NPP) structure subjected to seismic loads considering the soil-structure interaction (SSI). Both deterministic and probabilistic methods have been employed to evaluate the dynamic responses of the structure. For the deterministic method, SRPmin method given in USNRC SRP 3.7.2(2013) (envelope of responses using three shear modulus profiles of lower bound(GLB), best estimate(GBE) and upper bound(GUB)) and SRPmax method (envelope of responses by more than three ground profiles within range of GLB≤G≤GUB) have been considered. The probabilistic method uses the Latin Hypercube Sampling (LHS) that can capture probabilistic feature of soil stiffness defined by the median and the standard deviation. These analysis results indicated that 1) number of samples shall be larger than 60 to apply the probabilistic approach in SSI analysis and 2) in-structure response spectra using equivalent linear soil profiles considering the nonlinear behavior of soil medium can be larger than those based on low-strain soil profiles.

This paper presents a detailed procedure for a nonlinear soil-structure interaction of a seismically isolated NPP(Nuclear Power Plant) structure using the boundary reaction method (BRM). The BRM offers a two-step method as follows: (1) the calculation of boundary reaction forces in the frequency domain on an interface of linear and nonlinear regions, (2) solving the wave radiation problem subjected to the boundary reaction forces in the time domain. For the purpose of calculating the boundary reaction forces at the base of the isolator, the KIESSI-3D program is employed in this study to solve soil-foundation interaction problem subjected to vertically incident seismic waves. Wave radiation analysis is also employed, in which the nonlinear structure and the linear soil region are modeled by finite elements and energy absorbing elements on the outer model boundary using a general purpose nonlinear FE program. In this study, the MIDAS/Civil program is employed for modeling the wave radiation problem. In order to absorb the outgoing elastic waves to the unbounded soil region, spring and viscous-damper elements are used at the outer FE boundary. The BRM technique utilizing KIESSI-3D and MIDAS/Civil programs is verified using a linear soil-structure analysis problem. Finally the method is applied to nonlinear seismic analysis of a base-isolated NPP structure. The results show that BRM can effectively be applied to nonlinear soil-structure interaction problems.

The nuclear accident due to the recent earthquake in Japan has triggered awareness of the importance of safety with regard to nuclear power plants (NPPs). An earthquake is one of the most important parameters which governs the safety of NPPs among external events. Application of a base isolation system for NPPs can reduce the risk for earthquakes. At present, a soil-structure interaction (SSI) analysis is essential in the seismic design of NPPs in consideration of the ground structure interaction. In the seismic analysis of the base-isolated NPP, it is restrictive to consider the nonlinear properties of seismic isolation devices due to the linear analysis of the SSI analysis programs, such as SASSI. Thus, in this study, SSI analyses are performed using an iterative approach considering the material nonlinearity of the isolators. By performing the SSI analysis using an iterative approach, the nonlinear properties of isolators can be considered. The difference between the SSI analysis results without iteration and SSI with iteration using SASSI is noticeable. The results of the SSI analysis using an effective linear (non-iterative) approach underestimate the spectral acceleration because the effective linear model cannot consider the nonlinear properties of isolators. The results of the SSI analysis show that the horizontal response of the base-isolated NPP is significantly reduced.

In this study, a series of dynamic centrifuge tests were performed for a soil-foundation-structural interaction system in dry sand with various embedded depths and superstructure conditions. Sinusoidal wave, sweep wave and real earthquake were used as input motion with various input acceleration and frequencies. Based on the results, a natural period and an earthquake load for soil-structure interaction system were evaluated by comparing the free-field and foundation accelerations . The natural period of free field is longer than that of the soil-foundation-structure system. In addition, it is confirmed that the earthquake load for soil-foundation-structure system is smaller than that of free-field in short period region. In contrast, the earthquake load for soil-foundation-structure interaction system is larger than that of free-field in long period region. Therefore, the current seismic design method, applying seismic loading of free-field to foundation, could overly underestimate seismic load and cause unsafe design for long period structures, such as high-rise buildings.

Several researches have been studied to enhance the seismic performance of nuclear power plants (NPPs) by application of seismic isolation. If a seismic base isolation system is applied to NPPs, seismic performance of nuclear power plants should be reevaluated considering the soil-structure interaction effect. The seismic fragility analysis method has been used as a quantitative seismic safety evaluation method for the NPP structures and equipment. In this study, the seismic performance of an isolated NPP is evaluated by seismic fragility curves considering the soil-structure interaction effect. The designed seismic isolation is introduced to a containment building of Shin-Kori NPP which is KSNP (Korean Standard Nuclear Power Plant), to improve its seismic performance. The seismic analysis is performed considering the soil-structure interaction effect by using the linearized model of seismic isolation with SASSI (System for Analysis of Soil-Structure Interaction) program. Finally, the seismic fragility is evaluated based on soil-isolation-structure interaction analysis results.

Influences of low concentration of heavy metals (As, Cd, Cu and Pb) on the nematode community structure were examined to assess the changes of the soil ecosystem for a short period of time. Notable increases of heavy metal concentration on the experiment soil were found on the maximum and their 4-1x concentration treatment of all heavy metals after 18weeks. Overall abundance of the nematodes increased regardless of kinds of heavy metal and their concentrations. Also there were no significant differences in the nematode abundance among all treatments of heavy metals except the abundance of c-p 4 in the maximum treatment of Pb. The number of nematode genus found in soils treated with heavy metal solutions also increased compared to that of the genus of the initial soils; however, no significant differences in richness were observed among the treatments of all heavy metals. In maturity and diversity indices of the nematode community, no significant changes occurred in the soils treated with heavy metal solutions with a few exceptions such as MI2-5 and ΣMI2-5 for Pb, and MI2-5 for As. Significant decreases of the ecological indices in the treatments with highly concentrated heavy metal solutions were noticed in MI2-5 and ΣMI2-5 for Pb, and MI2-5 for As, respectively. All of these results is supposed that the maturity and diversity of the nematode community may be decreased in soils contaminated with heavy metals such as Pb and As at relatively low concentrations of a short period of time, which may be derived from differential effects of heavy metals at low concentrations on the growth and development of the nematodes with different c-p values and trophic types. In the analysis of food web structure, only structure index (SI) was significantly lowered in soils irrigated with the heavy metal solutions of Pb and As, but enrichment index (EI) and channel index (CI) were not, suggesting that stressful soil conditions might be provided to the soil food web structure governed by direct toxic effects of heavy metals differential to nematode populations with different trophic type sandc-p values. Analyses of correlation coefficients also suggest that the influence of heavy metals at low concentrations, especially by Pb, maybe most prominent on the nematodes of c-p2-5, including fungivores, providing stressful soil environments.

본 연구는 홍도원추리개체군을 식물사회학적 방법으로 분류하고, 식생과 환경과의 상관관계를 밝히고자 분포서열법을 사용하여 분석하였다. 홍도원추리개체군은 예덕나무 우점개체군, 산가막살나무 우점개체군, 애기며느리밥풀 우점개체군으로 분류되었다. 홍도원추리 개체군은 주로 한반도 남서해안 도서에 분포하고 해발고는 6~362m의 해안가의 낮은 사면과 섬의 능선의 평균 36.7˚의 경사지에 위치하고 있다. 토양의 이화학적 특성을 분석한 결과 유기물함량은 16.18~21.70%, 전질소함량 0.56~0.97%, 치환성 K 0.42~0.88cmol+/kg, 치환성 Ca 3.38~5.65cmol+/kg, 치환성 Mg 1.12~2.38cmol+/kg, 양이온치환용량 25.93~41.45cmol+/kg이며, 토양 pH는 4.45~4.86인 것으로 조사되었다. 예덕나무 우점개체군은 사면경사가 급하고 양료 중 CEC와 전질소가 높은 지역에 분포하였고, 애기며느리밥풀 우점개체군은 사면경사가 중간이고 CEC와 전질소의 양료가 중간인 입지에 분포하였다. 그리고 산가막살나무 우점개체군은 사면경사가 완만하고, CEC와 전질소의 양료가 적은 입지에 분포하는 것으로 나타났다. 천연보호구역으로 지정된 홍도에 분포하는 홍도원추리개체군의 생육특성을 파악하고 개발로 인한 훼손으로부터 자생지의 보전을 위한 구체적인 대책 마련이 요구된다.

지반-구조물의 상호작용은 구조물의 동적 해석 및 기초 설계에 있어 지대한 영향을 미침에도 불구하고 그 중요성이 간과되어 왔다. 이는 모델링 과정의 복잡성으로 인해 실무자를 위한 적절한 절차가 미비 하다는 점에서 상당부분 그 이유를 찾을 수 있을것이다. 본 연구에서는 먼저 구조물의 동적 해석이 필수적으로 요구되는 강진지역인 미국 캘리포니아에 위치한 Cal(IT)2 건물을 대상으로지반 경계조건을 달리했을 시 해석상의 차이가 어느 정도 나는지를 검토해 보았다. 기초 모델링 기법의 하나인 Beam on NonlinearWinkler Foundation Model을 Linear Matrix Inequalities Model Reduction 기법을 활용하여 보다 간략하게 사용할 수 있도록 하였다.이렇게 하여 만들어진 대상 건물의 유한요소 모델과 실재 얻어진 가속도 데이터를 비교하여 제시된 방식을 통해 매우 우수한 해석 결과를얻을 수 있음을 보였다.

이 논문에서는 유체-구조물-지반의 상호작용을 고려한 해상풍력발전기의 지진응답해석법을 제시하였다. 풍력발전기는 tower와 그 정점에 집중된 질량으로 모델링 되었다. 이 tower는 유연한 해저지반에 기초하고 있는 튜브형 cantilever로 이상화하였다.Tower와 해수 간의 동적 상호작용, 기초와 지반간의 동적 상호작용이 고려된 유체-구조물-지반 연성계의 지배방정식은 부분구조법과Rayleigh-Ritz방법에 의해서 유도되었다. 해수는 압축성 비점성 이상 유체로 이상화하였다. 해수로 포화된 층상지반에 놓인 footing의동적 강성은 Thin Layer법에 의해서 계산하여 상부구조물 모델과 결합시켰다. 이 해석법을 해상풍력발전기 모델의 지진응답해석에 적용하였다. 해석 결과를 준거해와 비교해서 제안한 해석법의 타당성을 검증하였다. Tower의 유연성, 지반의 강성이 해상풍력발전기 지진거동에 미치는 영향을 분석하였다. 유체-구조물 상호작용과 지반-구조물 상호작용의 지진응답에 대한 상대적인 중요도를 비교 평가하였다.

본 연구는 자란개체군을 식물사회학적 방법으로 분류하고, 식생과 환경과의 상관관계를 밝히고자 분포서열법을사용하여 분석하였다. 자란개체군은 노간주나무 우점개체군, 산철쭉 우점개체군, 붉나무 우점개체군, 자란 전형개체군으로 분류되었다. 자란개체군은 주로 한반도의 남서해안을 따라 분포하고 해발고 4-40m의 해안가 낮은 사면의 평균 41.7˚의 다소 급한 경사지에 위치하고 있다. 토양의 이화학적 성분을 분석한 결과 유기물함량은 2.38-6.70%, 전질소함량 0.09-0.27%, 치환성 K 1.08-1.72cmol+/kg, 치환성 Ca 3.56-7.71cmol+/kg, 치환성 Mg 1.52-3.21cmol+/kg, 양이온치환용량 5.28-16.95cmol+/kg이며, 토양 pH는 4.60-6.01인 것으로 조사되었다. 산철쭉 우점개체군은 경사가 다소 급하고 토양내 양이온치환용량과 pH, 전질소, 유기물함량이 가장 높은 지역에 분포하였다. 붉나무 우점개체군은 경사가 다소 완만하고 양이온치환용량, pH, 전질소, 유기물함량이 상대적으로 낮은 지역에 분포하는 것으로 나타났다. 그리고 노간 주나무 우점개체군과 자란 전형개체군은 중간입지에 분포하는 것으로 나타났다. IUCN의 평가기준에 따라 취약종으로 지정된 희귀식물인 자란은 자생지가 해안가를 따라 분포하는 개체군의 생육특성 상 개발로 인한 훼손으로부터 자생지 의 보전을 위한 구체적인 대책 마련이 요구된다.

This study was conducted to investigate the influence of natural degrading polymer film covering in rice paddies on the benthic macroinvertebrate community structure in Dangsu-dong, Suwon, Gyeonggi-do from May 2009 to September 2009. We compared 5 treatments: golden apple snail farming (GF), natural degrading polymer film + organic farming (NOF), natural degrading polymer film + chemical farming (NCF), conventional farming (CF)，and no fertilization (NF) as the control. The total number of species was highest in NOF followed by GF, NF, NCF, and CF. The total number of individuals was highest in NOF followed by NCF, CF, NF, and GF. The Dominance index (DI) ranged from 0.43 to 0.95. The highest dominance index was in GF followed by NCF, NF-CF, and NOF. The species diversity index (H") for each experimental plot ranged from 0.49 to 2.93. The average species diversity index was highest in NOF followed by NF, GF, CF，and NCF. After the natural degrading polymer film covered the paddies, the benthic macroinvertebrates tended to recover, but leeches and aquatic beetles increased, Mollusca and Annelida, which are sensitive taxa, decreased in both species and individual numbers after the soil was covered with the natural degrading polymer film. The number of species tended to recover. However, the number of individuals continued to decrease.d, especially individuals. Since then, the number of species tended to recover. However, the number of individuals decreased.

본 연구는 제주도 용수저수지 주변 호랑가시나무개체군을 식물사회학적 방법으로 분류하고, 식생과 토양과의 상관관계를 밝히고자 분포서열법에 의한 분석을 실시하였다. 호랑가시나무개체군은 꾸지뽕나무우점개체군, 상동나무우점개체군, 예덕나무우점개체군으로 분류되었다. 토양분석 결과 유기물함량 14.62~17.35%, 전질소함량 0.39~0.51%, 유효인산함량 8.83~20.15mg/kg, 치환성 K 0.44~0.64cmol+/kg, Ca 5.79~6.87cmol+/kg, Mg 3.43~4.19cmol+/kg이며, 토양 pH는 5.41~5.80인 것으로 조사되었다. 예덕나무우점개체군은 유효인산과 유기물함량이 많고 치환성 K, Mg의 양료가 적은 입지에 분포하는 것으로 분석되었다. 상동나무우점개체군과 꾸지뽕나무우점개체군은 유효인산과 유기물함량이 적고 치환성 K, Mg의 양료가 많은 입지에 분포하는 것으로 조사되었다. 호랑가시나무 자생지 보호를 위해 수관층을 피압하고 있는 덩굴식물 제거작업이 이루어져야 하며, 지속적인 생태모니터링과 자생지 보존을 위한 관리방안이 수립되어야 한다.

울릉도 자생 우산고로쇠나무군락의 합리적인 관리를 위한 기초정보를 제공하기 위하여 식생구조와 토 양환경을 분석하였다. 층위별 중요치는 상층에서는 우산고로쇠나무가 120.7, 중층과 하층에서는 동백나 무의 중요치가 각각 61.8, 15.7로 가장 높게 나타났다. 우산고로쇠나무의 중층과 하층에서의 중요치는 각각 37.5, 2.6이었다. 하층에서는 산림청 지정 취약종인 회솔나무가 출현하였다. 층위별 종다양도는 상 층 0.674, 중층 0.947, 하층 1.312, 균재도는 상층 0.706, 중층 0.805, 하층 0.938이었다. 우산고로쇠 나무 군락의 토양 pH는 5.79, 유기물함량은 7.2%, 전질소 함량은 0.33%, 유효인산 함량은 51.1ppm로 나타났다.

본 연구는 거제도 학동 동백나무림 보전과 합리적인 관리방안을 위한 기초자료를 확보하기 위함에 있 다. 현장조사는 동백나무림, 혼효림, 편백조림지, 해송림에서 이루어졌다. 교목층은 동백나무림과 혼효림 에서 동백나무의 중요치가 가장 높았으며, 편백조림지는 편백, 해송림은 해송의 중요치가 가장 높았다. 아교목층의 경우 동백나무림은 동백나무, 혼효림은 좀작살나무, 편백조림지는 참식나무, 해송림은 때죽나 무의 중요치가 가장 높게 나타났다. 종다양도 지수는 동백나무림 0.121~1.589, 혼효림 0.543~1.540, 편백조 림지 0.276~1.321, 해송림 0.764~1.523의 범위에 있는 것으로 분석되었다. 토양 pH는 동백나무림 5.72. 혼 효림 5.26, 편백조림지 5.21, 해송림 5.32로 분석되었으며, 유기물과 전질소 함량은 동백나무림 5.77, 0.48%, 혼효림 4.41, 0.30%, 편백조림지 3.28, 0.33%, 그리고 해송림이 5.32, 0.28%로 나타났다.

지반-말뚝-구조의 상호작용을 정밀하게 해석하기 위해서는 토층, 말뚝 그리고 구조물의 적절한 묘사가 필요하다. 일반적으로 사용하는 유한요소해석의 경우에는 지반이나 구조물의 물성이 바뀌는 경계를 따라서 요소의 경계가 정해지게 된다. 그러나 실제로는 토층 단면과 말뚝의 형상이 매우 복잡하여 요소의 배열이 매우 어려운 작업이 될 수 있다. 이 어려움을 해결하기 위하여, 이 논문에서는 불연속선의 위치에 관계없이 규칙적인 요소를 사용하여 쉽게 적분을 가능하게 하는 다른 적분 방법을 채택하였다. 이 방법을 적용함으로 써 요소는 매우 빠르고 규칙적인 강성 매트릭스를 만든다. 구조물 응답에 대한 토층과 말뚝의 영향을 조사하였고, 예를 통하여 본 방법의 유효성을 보였다. 탄성 말뚝의 사용으로 20% 대의 가속도 감소 효과를 얻었고 지반 층의 모양에 따라 그 영향이 변하는 것을 확인하였다.

본 연구에서는 지반-구조물 상호작용을 고려한3차원 지반-구조계의 지진응답 해석을 수행하고 그 기법의 적용성과 타당성을 검토한다. 이를 위해 구조물과 구조물 주변의 근역지반을3차원 유한요소로서 모델링하고 원역지반에 대해서는 기 개발한 3차원 동적 무한요소를 적용한다. 모든 입사 성분P, SV 그리고 SH파가 고려되었을 때, 등가 지진하중은 무한요소에 의해 구해진 무한 지반의 동적 강성과 자유장 해석을 통해 구해진 지반의 응력과 변위응답을 이용하여 구해진다. 검증 및 적용 예제는 적층 자유장의 지반응답해석과 전형적 원자로 격납건물의 지반-구조물 상호작용을 고려한 층응답 스펙트럼을 구하는 것으로 하였다. 해석 결과는 다른 기법에 의해 구해진 값들과 비교하였으며, 본 기법의 정확성과 정밀성을 확인할 수 있다.

Structures with Coulomb-friction damping system have strong nonlinearity that the dynamic behavior is highly affected by the relative magnitude between frictional force and excitation load. In this study, normalized response spectra of the structures with non-dimensional friction force are obtained through nonlinear time history analyses of the mass-normalized single degree of freedom systems using ground motion data designed by ATC-40 and Korean Building Code 2005(KBC 2005) on each slte. The variation of the control performance of Coulomb-frictional damping system is investigated in terms of the dynamic load and the structural natural period, of which effects were not considered in the previous studies. Finally, Design spectra of the structure with Coulomb-frictional damper considering the safety of structural design is proposed though linear curve fitting

Liquefaction-induced lateral spreading continues to be a major cause of damage to deep foundations. Currently there is a huge uncertainty associated with the maximum lateral pressures and forces applied by the liquefied soil to deep foundations. Furthermore, recent centrifuge and is shaking table tests of pile foundations indicate that the permeability of the liquefied sand is an extremely important and poorly understood factor. This article presents experimental results and analysis of one of the centrifuge tests that were conducted at the 150 g-ton RPI centrifuge to investigate the effect of soil permeability in the response of single piles and pile groups to lateral spreading.

금오산과 가야산 지역에 분포하는 대마참나물 개체군이 발견되었으며, 이 개체군의 생태학적 특성을 밝히기 위하여 식생구조와 토양을 분석하였다. 대마참나물 개체군은 대마참나물 전형 우점개체군과 자주꿩의다리 우점개체군으로 분류되었다. 대마참나물 개체군 분포 지역의 유기물 함량은 25.0~32.3%, 전질소 함량은 0.83~1.04%, 유효인산 함량은 5.58~20.76ppm, 양이온치환용량(CEC)은 46.3~62.9이고, 토양 PH는 4.5~5.1로 나타났다. 대마참나물 개체군과 환경 요인들과의 상관관계를 보면, 전형 우점개체군은 양료 중 치환성 K, Ca, Mg와 양이온치환용량이 다소 많고 해발고가 비교적 낮은 입지에 분포하고 있으며, 자주꿩의다리 우점개체군은 전형우점개체군보다 해발고가 다소 높고, 양료 중 치환성 K, Ca, Mg와 양이온치환용량이 다소 적은 입지에 분포하고 있었다.

본 연구에서는 건물모델만을 물리적인 실험체로 이용하여 동적 지반강성을 갖는 지반-구조물계의 동적거동을 모사하기 위한 하이브리드 진동대 실험법을 제안하고 이를 실험적으로 검증하였다. 본 연구에서 제안되는 실험방법은 상부구조물과 진동대의 가속도를 계측하여 진동대 제어기로 피드백하고, 전체 지반-구조물계의 동적거동을 묘사하기 위해 요구되는 기초부분의 절대가속도 응답(가속도 피드백 방법) 또는 절대속도 응답(속도 피드백 방법)을 계산하여 진동대를 구동시키는 방법이다. 지반부분을 계산하기 위해서 이론적인 동적지반강성을 제안방법에 따라서 다르게 근사화하여 진동대 제어기에 반영함으로써 실험을 수행하였다. 기초 고정계 모델에 대한 실험으로부터 계측된 응답과 본 논문에서 가정한 지반-구조물 계에 대한 실험으로부터 측정된 응답을 비교하고, 진동대 제어기에 반영한 동적지반강성과 실험데이터를 이용하여 식별된 동적지반강성을 비교함으로써 본 논문에서 제안된 실험방법의 유효성을 검증하였다.