Recent earthquakes in Korea, like Gyeongju and Pohang, have highlighted the need for accurate seismic hazard assessment. The lack of substantial ground motion data necessitates stochastic simulation methods, traditionally used with a simplistic point-source assumption. However, as earthquake magnitude increases, the influence of finite faults grows, demanding the adoption of finite faults in simulations for accurate ground motion estimates. We analyzed variations in simulated ground motions with and without the finite fault method for earthquakes with magnitude (Mw) ranging from 5.0 to 7.0, comparing pseudo-spectral acceleration. We also studied how slip distribution and hypocenter location affect simulations for a virtual earthquake that mimics the Gyeongju earthquake with Mw 5.4. Our findings reveal that finite fault effects become significant at magnitudes above Mw 5.8, particularly at high frequencies. Notably, near the hypocenter, the virtual earthquake’s ground motion significantly changes using a finite fault model, especially with heterogeneous slip distribution. Therefore, applying finite fault models is crucial for simulating ground motions of large earthquakes (Mw ≥ 5.8 magnitude). Moreover, for accurate simulations of actual earthquakes with complex rupture processes having strong localized slips, incorporating finite faults is essential even for more minor earthquakes.

신뢰성 있는 토양의 이산요소모델을 개발하기 위해서는 토양의 특성을 고려하여 매개변수를 교정해야 한다. 본 연구에서는 이산요소모델을 구성하는 각 매개변수가 토양 입자의 거동에 미치는 영향을 분석하였고, 분석된 결과를 이용하여 토양의 이산요소모델을 개발하였다. 민감도 분석의 대상이 되는 매개변수는 전단 계수, 마찰 계수, 표면 에너지 등으로 선정하였으며, 교정의 기준이 되는 토양의 특성은 가비중, 안식각, 점착력 및 내부마찰각으로 선정하였다. 또한, 토성이 서로 다른 해안가, 논 및 밭을 구성하는 토양을 대상으로 연구를 수행하여 다양한 토성에 대한 적용성을 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서 수행한 민감도 분석 결과를 이용하여 각 토양의 거동을 모사할 수 있는 이산요소모델을 교정하였으며, 시험 결과와의 비교를 통해 교정된 이산요소모델을 검증하였다.

Bellows expansion joints enhance the displacement performance of piping systems owing to their unique geometrical features. However, structural uncertainties such as wall thinning in convolutions, a byproduct of the manufacturing process, can impair their structural integrity. This study addresses such issues by conducting a global sensitivity analysis to assess the impact of these uncertainties on the performance of bellows expansion joints under monotonic loading. Global sensitivity analysis, which examines main and nth order interaction effects, is computationally expensive. To mitigate this, we employed a surrogate model-based approach using an artificial neural network. This model demonstrated robust prediction capabilities, as evidenced by metrics such as the coefficient of determination. The sensitivity indices of the main effect for the 2-ply and 3-ply bellows at the sixth convolution were 0.3340 and 0.3233, respectively. The sensitivity index of the sixth convolution was larger than that of other convolutions because the maximum deformation of the bellows expansion joint under monotonic bending load occurs around it. Interestingly, the sensitivity index for the interaction effect was negligible (0.01%) compared to the main effect, suggesting minimal activity between uncertainty factors across convolutions. Notably, bellows expansion joints under repetitive loading exhibit more complex behaviors, with the initial leakage typically occurring at the convolution. Therefore, future studies should focus on the structural uncertainties of bellows expansion joints under cyclic loading and employ a surrogate model for comprehensive global sensitivity analysis.

본 연구에서는 지역 영역 기상 수치 예보 모델의 여러 수평 영역 및 수평 해상도에 따른 이상적인 열대저기압 의 진로와 베타자이어의 민감도를 조사하였다. 모델의 이상적인 초기 조건은 경험적인 함수로 생성된 3차원 축대칭 모 조 소용돌이와 허리케인 활동 시기의 평균 대기 조건으로 구성된다. 이때 모델 설정에 따른 이상적인 열대저기압의 변 화를 분석하기 위하여 배경 흐름은 제거되었다. 수치 모델의 수평 영역 및 수평 해상도에 따른 이상적인 열대저기압의 민감도 실험을 수행하기 위해, 지역 영역 수치 모델로서 W RF (Weather Research a nd F orecasting) 모델을 사용하였다. 모의된 열대저기압의 바람장으로부터 베타자이어를 추출하기 위해, DFS (Double-Fourier Series) 국지 영역 고차 필터 를 사용하였다. 모델의 수평 영역의 크기가 감소할수록 베타자이어의 구조와 강도가 약해졌으며, 이는 열대저기압 진로 의 차이를 발생시켰다. 수평 영역의 크기를 본 연구의 실험에서 가장 작은 영역인 3,000 km3,000 km로 설정하였을 경 우에 베타자이어 통풍류의 서진 성분이 크게 감소하였으며, 수평 영역을 더 넓게 설정한 실험들에 비해 열대저기압의 진로가 동쪽으로 편향되었다. 본 결과는 열대저기압과 관련된 바람장 전체를 포함하지 못할 정도로 매우 작은 수평 영 역을 사용할 경우, 열대저기압의 진로가 적절히 모의 될 수 없음을 시사한다. 반면, 5,000 km5,000 km와 6,000 km 6,000 km의 수평 영역에서는 그 민감도가 매우 작게 나타났다. 수평 해상도가 감소할수록 이상적인 열대저기압의 진 로는 매우 서쪽으로 편향되었다. 베타자이어의 크기와 강도도 수평 해상도가 감소할수록 크고 더 강하게 나타났다.

PURPOSES : In this study, energy-consuming processes in asphalt plants were evaluated, and the drying and mixing processes were characterized using a thermal equilibrium equation-based model to quantitatively estimate the amount of energy consumed during the production of mixtures in asphalt concrete plants. METHODS : An energy consumption model based on the thermal equilibrium equation was used to estimate the energy consumption of the aggregate drying process that consumes the maximum energy; the energy consumed for material transportation, storage, and operation of other facilities was cited from the literature. The results were compared with the actual results obtained for recycled hot asphalt mixtures and recycled warm mix asphalt mixtures, and a sensitivity analysis was performed by varying the conditions. RESULTS : An analysis of the main processes required to produce asphalt mixtures showed that the water content had the largest impact on energy consumption (approximately 80%). This quantitatively supports the opinion of field practitioners that maximum energy is consumed during aggregate drying. Although some discrepancies were observed, the results were found to be reasonable and within the range of typical measurements. CONCLUSIONS : The thermal energy consumption estimation model provides consistent results that reflect the characteristics of the mixture and can be used to derive the thermal energy consumption rates for individual materials, such as aggregates and binders. This can be used to identify the priorities for process optimization within a plant.

IPCC에서 발표한 제6차 기후변화 보고서에 따르면 지구온난화에 따른 해수면 상승이 가속화되고 있으며, 2100년 예상 해수면 상승은 저탄소 시나리오(SSP 1~2.6)에서는 47cm, 고탄소 시나리오(SSP 5~8.5)에서는 82cm로 분석되었다. 해수면 상승은 항만 인프라에 심각 한 피해를 입히고, 항만 내에 정박 중인 선박의 계류안전성을 저하시킬 수 있다. 본 연구에서는 해수면 상승시 부두에 계류한 선박의 계류 안전성 향상 방안을 도출하기 위해 만조시 침수 피해가 잦은 목포항을 선정하여 해수면 상승 시나리오에 따른 실제 접안 선박에 대한 계 류 평가 요소의 민감도를 분석하였다. 분석 결과, 해수면이 상승함에 따라 동일한 환경조건에서 계류라인 장력, 계선주 하중, 계류라인 수 직각도, 선체 6자유도 운동값이 대체로 증가하는 것으로 분석되었다. 또한, 마루높이가 상향되면 모든 계류 평가 요소의 값이 대체로 감소 하여 선박 및 부두의 안전성 향상에 유리한 것으로 분석되었다. 본 연구 결과는 목포항 해수면 상승에 따른 항만 및 선박의 안전성 향상 방안을 확보하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

PURPOSES : This study aims to conduct a sensitivity analysis to determine the major factors affecting traffic accidents involving elderly pedestrians. METHODS : In this study, a regression tree model was built based on a non-parametric statistical model using data on traffic accidents involving elderly pedestrians. Using this model, we analyzed the degree of change in the probability of pedestrian fatalities. RESULTS : Results of the model analysis show that the first major factor combination affecting traffic accidents involving elderly pedestrians is speeding, night time, and road markers. The second combination is night time and arterial roads (national and local highways). The last combination that may lead to such accidents is heavy vehicles and federally funded local highways. CONCLUSIONS : Preventive measures, such as speed control, proper lighting, median strips, designation of pedestrian protection zones, and guidance of detours, are necessary to manage high-risk combinations causing accidents of the elderly.

육상풍력의 보급이 지연되는 가장 큰 원인인 입지애로 문제를 해결하기 위해 육상풍력 사업성 사전 검토 단계에서 입지적 합성을 검토할 수 있도록 육상풍력 입지지도가 개발되었다. 본 연구에서는 육상풍력 입지지도 고도화의 일환으로 산업부, 환경부, 산 림청의 부처간 협의에 따라 풍력자원, 생태·환경 입지요인 24종, 산림 입지요인 21종을 통합하여 육상풍력 입지 적합성을 종합적으로 평가할 수 있는 고려대상 지역 지도를 개발하였다. 고려대상 지역 지도를 분석한 결과 환경·산림 입지 적합성이 모두 상(high)이고 경제성이 확보되는 지역은 조사대상 면적의 4%인 4,032km2로 산정되었으며, 고려대상 지역의 민감도 분석에 의하면 생태·자연도 1등급 및 2등급과 겨울철 조류동시센서스 조사지역의 민감도가 가장 큰 것으로 확인하였다. 이를 통해 육상풍력 입지의 사전 검토를 위한 고려대상 지역 지도의 실효성을 확인하였다.

PURPOSES : Pavement growth (PG) is a phenomenon whereby the overall length of a concrete pavement increases. The increase in length induces an axial compressive force in the concrete pavement slab, resulting in blow-up and damage of adjacent structures, such as a bridge. PG is influenced by several interacting factors, including climatic conditions, pavement materials, joint systems, incompressible particles (IP) infiltrating the joints or cracks in the slab, and an expansion caused by reactive aggregates in the concrete. However, it is difficult to predict PG and blow-up due to various complicated factors. Therefore, in this study, the pavement growth and blow-up analysis (PGBA) package program was developed to predict the PG and blow-up potential. The PGBA can consider the pavement configuration, expansion joint (EJ) configuration, climatic conditions, and design reliability. To evaluate the effects of influencing factors — such as climatic data, EJ configuration, pavement structures and materials, and design reliability — on PG and occurrence time of blow-up, a numerical example was demonstrated and a sensitivity analysis was performed. METHODS : To predict the PG, the concrete temperature was calculated using an appropriate analytical model. The trigger temperature for pavement growth(TTPG) was predicted using a statistical equation that considers pavement age, joint spacing, and precipitation. An analytical solution for estimating the concrete slab movement was performed. Through the calculated TTPG and the amount of PG, the service life of the EJ (width of EJ) can be predicted compared to the allowable width. In addition, by using analytical and finite elements, the safe temperature(Tsafe) for preventing blow-up occurrence was calculated. The blow-up occurrence was assumed to occur when the variation between the concrete temperature and TTPG was larger than Tsafe. RESULTS :As a result of the sensitivity analysis of maximum temperature and precipitation, the temperature and precipitation increase and the EJ service life and possibility of blow-up decrease. Sensitivity analysis was performed on the thermal expansion coefficient, pavement thickness, base layer type, concrete elastic modulus, and joint rotational stiffness in the concrete pavement structure and properties. In the PGBA program, the coefficient of thermal expansion and the type of base layer significantly affect the EJ life, as do the possibility of blowup and the elastic modulus. The joint rotational stiffness and pavement thickness had little effect on the EJ life but were found to affect the possible timing of blow-up. As a result of the PGBA sensitivity analysis of the width and spacing, which are the specifications of the EJ, the life of the EJ and the possibility of blow-up increased as the joint width increased; however, the EJ life and blow-up increased as the EJ interval reached a certain value. It was found that the possibility of a blow-up occurrence decreased. The results for the PGBA program in extreme weather conditions, the life span of EJs, and the possibility of blow-up in normal climates were reduced by over 50 %. CONCLUSIONS : As a result of PGBA sensitivity analysis, it was found that the substrate type, thermal expansion coefficient, precipitation, and alkali-silica reaction had the greatest influence on pavement expansion and blow-up.

최근 지구온난화에 따른 기후변화에 따라 과거와는 다른 양상의 기상 변화가 발생하고 있으며, 해수 온도 상승으로 태풍의 대형화와 강도증가가 발생하고 있다. 이에 따라 선박이 접안 중 갑작스러운 돌풍 발생시 선박의 계류안전성 확보를 위해 사용할 수 있는 돌풍 대비용 직주의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 항만 및 어항 설계기준상 곡주 및 직주 배치 기준을 분석하고 계류안전성 평가 프로그램을 사용하여 12개 시나리오에 따른 직주 사용시 계류안전성 민감도 분석을 수행하였다. 평가 결과, 돌풍 대비용 직주에 선수 및 선미 브레스트라인을 추가하였을 경우, 일반적인 형태의 계류라인 배치에 비해 계류요소값이 감소하는 것으로 분석되었다. 본 연구 결과 는 접안선박 및 항만의 특성을 고려한 돌풍 대비용 직주 배치를 제안하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있으며, 부두에서 직주의 배치는 돌풍 발생시 선박운항자 측면에서 선박의 계류안전성을 확보하기 위한 효율적인 방안이 될 것으로 사료된다.

PURPOSES : The objective of this study is to understand blow-up distress and causes in concrete pavement. METHODS : Feasible causes of blow-up and existing models were reviewed based on the literature. Three analytical models were adopted to perform a sensitivity analysis. Input parameters reflected the typical concrete pavement of national expressways. Evaluation of blow-up models was based on the amount of temperature increase and zero stress temperature of the concrete pavement. RESULTS : A review of the literature indicated that the five major causes of blow-up were: increase in temperature and solar radiation, alkaliaggregate reaction (AAR), friction characteristics between the concrete slab and subbase, joint closure (incompressible), and joint freezing. The sensitivity analysis revealed that the coefficient of thermal expansion had the greatest influence on the blow-up safety temperature. CONCLUSIONS : From existing blow-up model results, it could be concluded that the construction of concrete pavement during the winter season was not effective at preventing blow-up. In addition, an equivalent coefficient of thermal expansion that considers slab expansion due to AAR was proposed as a model input parameter for concrete pavement sections damaged by AAR.

PURPOSES: In this study, a numerical parametric study was performed to evaluate the effect of angular velocity and weight of wheel, and density of road-bed particles on corrugation development. METHODS : Discrete element method coupled with rigid body dynamics was applied to simulate a wheel-running circular table with variations in independent parameters, such as wheel angular velocity, wheel weight, and particle density. The position profiles for travel distance from origin were compared and analyzed to confirm if the trend from numerical analysis agrees with the analytical solution. RESULTS: The angular velocity of the wheel exhibits a clear inverse relationship with the development of corrugation even though the weight of wheel does not demonstrate clear trends for both long-wave and short-wave corrugation. The density of road-bed particles is observed to have clear proportional effect on corrugation development. The movement of corrugation to the running direction, which was observed in previous research, is also observed for various conditions. CONCLUSIONS : The parametric study using discrete element method with rigid body dynamics clearly exhibits good agreement with analytical solution for initiation of corrugation. The coupled method is confirmed to supply additional information that cannot be delivered by analytical solution only.

국내 고속도로 콘크리트 중앙분리대는 SB5-B(270kJ)의 충돌등급에 저항하도록 설계되어 있다. 그러나 최근 대형 화물차 량의 충돌사고가 지속적으로 증가하는 경향을 보이고 있어 SB6(420kJ) 등급으로의 상향이 필요하다. 충돌등급 상향을 위한 새로운 중앙분리대 단면을 제시하기 위해서는 실제 충돌시험을 수행하여 기준 통과여부를 결정하며, 충돌시험 수행을 위한 적정 단면을 제시하기 위해서는 충돌해석을 통해 선정한다. 이러한 충돌해석의 정확도 향상을 위해서는 차량 모델, 콘크리트 단면 열화상태, 콘크리트 피복 두께 등 다양한 변수에 대한 정확한 변수 선정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 공차 중량, 단면 열화, 콘크리트 피복 두께에 대한 변수연구를 수행하여 충돌저항성능 저감을 확인하였다. 전체 중량뿐만 아닌 공차 중 량에 따라 중앙분리대의 충돌저항성능에 차이가 있는 것으로 확인되었으며, 10cm 이하의 콘크리트 피복 두께에서는 충돌저 항성능이 민감하게 증가 또는 감소한다. 단면 열화가 발생할 경우 중앙분리대의 충돌저항성능의 감소가 발생하여 열화정도 에 따른 보수 및 보강이 이루어져야 하는 것으로 판단된다. 따라서 콘크리트 구조물과 차량의 충돌해석을 수행할 경우 트럭 의 공차중량 비율, 콘크리트의 피복두께 및 열화에 대한 영향이 상세하게 고려될 필요가 있음을 확인하였다.