This study proposes a methodology for assessing seismic liquefaction hazard by implementing high-resolution three-dimensional (3D) ground models with high-density/high-precision site investigation data acquired in an area of interest, which would be linked to geotechnical numerical analysis tools. It is possible to estimate the vulnerability of earthquake-induced geotechnical phenomena (ground motion amplification, liquefaction, landslide, etc.) and their triggering complex disasters across an area for urban development with several stages of high-density datasets. In this study, the spatial-ground models for city development were built with a 3D high-precision grid of 5 m x 5 m x 1 m by applying geostatistic methods. Finally, after comparing each prediction error, the geotechnical model from the Gaussian sequential simulation is selected to assess earthquake-induced geotechnical hazards. In particular, with seven independent input earthquake motions, liquefaction analysis with finite element analyses and hazard mappings with LPI and LSN are performed reliably based on the spatial geotechnical models in the study area. Furthermore, various phenomena and parameters, including settlement in the city planning area, are assessed in terms of geotechnical vulnerability also based on the high-resolution spatial-ground modeling. This case study on the high-precision 3D ground model-based zonations in the area of interest verifies the usefulness in assessing spatially earthquake-induced hazards and geotechnical vulnerability and their decision-making support.

연구에서는 한국 시민들의 지진 재해 준비도를 알아보기 위해 지진에 대한 지식, 인지, 대처의 3개 구인으로 구성된 설문 문항을 개발하고 비례 층화 표본 추출 방법으로 수집된 1,256명 시민의 응답을 라쉬분석, 추리통계, 군집 분석 기법을 이용하여 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다: 첫째, 시민들의 지진 재해 준비도 분석 결과, 전체적으로 시민들의 지진 재해 준비도는 ‘보통’ 수준이었으며, 지식과 인지에 비해 대처가 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 둘째, 지진 재해 준비도와 관련된 변인 분석 결과, 지진 재해 준비도에 영향을 주는 변인으로는 성별, 교육 수준, 실제 거리, 안전 인식이 있었다. 셋째, 지진 재해 준비도의 3개 구인 간 상관관계를 분석한 결과, 지식, 인지, 대처 세 가지 구인은 높은 상관을 나타내 구조적으로 서로 밀접한 관계를 보였다. 또한, 성별과 교육 수준이 달라도 이러한 구조적 상관은 비슷하게 나타났다. 군집 분석 결과, 5개 유형의 집단으로 구분되었으며 지진 재해 준비도 3개 구인의 수준이 중간 정 도로 서로 비슷한 집단 유형이 대부분을 차지하였다. 이 연구 결과를 토대로 시민들의 지진 재해 준비도 함양을 위한 교육의 지향점을 제안하였다.

As the frequency of seismic disasters in Korea has increased rapidly since 2016, interest in systematic maintenance and crisis response technologies for structures has been increasing. A data-based leading management system of Lifeline facilities is important for rapid disaster response. In particular, the water supply network, one of the major Lifeline facilities, must be operated by a systematic maintenance and emergency response system for stable water supply. As one of the methods for this, the importance of the structural health monitoring(SHM) technology has emerged as the recent continuous development of sensor and signal processing technology. Among the various types of SHM, because all machines generate vibration, research and application on the efficiency of a vibration-based SHM are expanding. This paper reviews a vibration-based pipeline SHM system for seismic disaster response of water supply pipelines including types of vibration sensors, the current status of vibration signal processing technology and domestic major research on structural pipeline health monitoring, additionally with application plan for existing pipeline operation system.

In this paper, we address some issues in existing seismic hazard closed-form equations and present a novel seismic hazard equation form to overcome these issues. The presented equation form is based on higher-order polynomials, which can well describe the seismic hazard information with relatively high non-linearity. The accuracy of the proposed form is illustrated not only in the seismic hazard data itself but also in estimating the annual probability of failure (APF) of the structural systems. For this purpose, the information on seismic hazard is used in representative areas of the United States (West : Los Angeles, Central : Memphis and Kansas, East : Charleston). Examples regarding the APF estimation are the analyses of existing platform structure and nuclear power plant problems. As a result of the numerical example analyses, it is confirmed that the higher-order-polynomial-based hazard form presented in this paper could predict the APF values of the two example structure systems as well as the given seismic hazard data relatively accurately compared with the existing closed-form hazard equations. Therefore, in the future, it is expected that we can derive a new improved APF function by combining the proposed hazard formula with the existing fragility equation.

미국의 내진설계기준인 ASCE/SEI 7-10은 구조물 붕괴성능에 대한 불확실성을 고려하지 않는 등재해도 기반 내진설계의 문제점을 해결하기 위해 위험도 기반 내진설계 개념을 도입하였다. 하지만 현행 국내 내진설계기준의 경우 한반도 내에서 발생한 큰 규모의 지진기록과 구조물의 붕괴성능과 관련된 연구의 부족으로 위험도 기반 내진설계 개념을 반영하지 않고 있 다. 본 연구에서는 철골 보통중심가새골조를 표본건물로 선정하여 위험도 기반 내진성능평가를 수행하였다. 건물이 위치한 지역, 높이, 지반조건을 변수로 바탕으로 표본건물에 대한 붕괴성능 평가를 수행하였으며, 국내 지진기록의 특성을 반영할 수 있는 경험적 스펙트럴 형상 예측 모델을 활용하여 지진재해도 곡선을 작성하였다. 이를 활용하여 국내 주요 도시에 위치 한 철골 보통중심가새골조의 붕괴확률을 위험도 적분 개념에 따라 평가하였다. 국내 주요 도시에 위치한 철골 보통중심가새 골조의 붕괴확률을 평가한 결과, 현행 건축구조기준에 따라 설계된 표본건물은 본 연구에서 고려한 해석 변수에 따라 붕괴 확률에 상당한 차이를 보였다. 특히 국내 건축구조기준의 경우 철골 보통중심가새골조에 대한 높이제한이 없어 일부 고층 표본건물에서 목표 위험도인 50년간 1%의 붕괴확률을 초과하는 것으로 평가되었다.

The risk-based assessment, also called time-based assessment of structure is usually performed to provide seismic risk evaluation of a target structure for its entire life-cycle, e.g. 50 years. The prediction of collapse probability is the estimator in the risk-based assessment. While the risk-based assessment is the key in the performance-based earthquake engineering, its application is very limited because this evaluation method is very expensive in terms of simulation and computational efforts. So the evaluation database for many archetype structures usually serve as representative of the specific system. However, there is no such an assessment performed for building stocks in Korea. Consequently, the performance objective of current building code, KBC is not clear at least in a quantitative way. This shortcoming gives an unresolved issue to insurance industry, socio-economic impact, seismic safety policy in national and local governments. In this study, we evaluate the comprehensive seismic performance of an low-rise residential buildings with discontinuous structural walls, so called piloti-type structure which is commonly found in low-rise domestic building stocks. The collapse probability is obtained using the risk integral of a conditioned collapse capacity function and regression of current hazard curve. Based on this approach it is expected to provide a robust tool to seismic safety policy as well as seismic risk analysis such as Probable Maximum Loss (PML) commonly used in the insurance industry.

Earthquake event keeps increasing every year, and the recent cases of earthquake hazards invoke the necessity of seismic study in Korea, as geotechnical earthquake hazards, such as strong ground motion, liquefaction and landslides, are a significant threat to structures in industrial hub areas including coastal facilities. In this study, systemized framework of integrated assessment of earthquake-induced geotechnical hazard was established using advanced geospatial database. And a visible simulation of the framework was specifically conducted at two coastal facility areas in Incheon. First, the geospatial-grid information in the 3D domain were constructed with geostatistical interpolation method composed of multiple geospatial coverage mapping and 3D integration of geo-layer construction considering spatial outliers and geotechnical uncertainty. Second, the behavior of site-specific seismic responses were assessed by incorporating the depth to bedrock, mean shear wave velocity of the upper 30 m, and characteristic site period based on the geospatial-grid. Third, the normalized correlations between rock-outcrop accelerations and the maximum accelerations of each grid were determined considering the site-specific seismic response characteristics. Fourth, the potential damage due to liquefaction was estimated by combining the geospatial-grid and accelerations correlation grid based on the simplified liquefaction potential index evaluation method.

The tsunami hazard analysis is performed for testing the application of probabilistic tsunami hazard analysis to nuclear power plant sites in the Korean Peninsula. Tsunami hazard analysis is based on the seismic hazard analysis. Probabilistic method is adopted for considering the uncertainties caused by insufficient information of tsunamigenic fault sources. Logic tree approach is used. Uljin nuclear power plant (NPP) site is selected for this study. The tsunamigenic fault sources in the western part of Japan (East Sea) are used for this study because those are well known fault sources in the East Sea and had several records of tsunami hazards. We have performed numerical simulations of tsunami propagation for those fault sources in the previous study. Therefore we use the wave parameters obtained from the previous study. We follow the method of probabilistic tsunami hazard analysis (PTHA) suggested by the atomic energy society of Japan (AESJ). Annual exceedance probabilities for wave height level are calculated for the site by using the information about the recurrence interval, the magnitude range, the wave parameters, the truncation of lognormal distribution of wave height, and the deviation based on the difference between simulation and record. Effects of each parameters on tsunami hazard are tested by the sensitivity analysis, which shows that the recurrence interval and the deviation dominantly affects the annual exceedance probability and the wave heigh level, respectively.

The Earthquake has been a global issue and the national policy (prevention - preparation - Response - Recovery - Education - Training) has been urgent needed. To minimize the casualties and property damage by the disaster and for the early recovery of the social function, the targets of national seismic performance are significant. The current level of science has limitations in predicting earthquakes. Many countries' experiences including the Japan are lessons for Research & Development for earthquakes.

Probabilistic tsunami hazard analysis (PTHA) is based on the approach of probabilistic seismic hazard analysis (PSHA) which is performed using various seismotectonic models and ground-motion prediction equations. The major difference between PTHA and PSHA is that PTHA requires the wave parameters of tsunami. The wave parameters can be estimated from tsunami propagation analysis. Therefore, a tsunami simulation analysis was conducted for the purpose of evaluating the wave parameters required for the PTHA of Uljin nuclear power plant (NPP) site. The tsunamigenic fault sources in the western part of Japan were chosen for the analysis. The wave heights for 80 rupture scenarios were numerically simulated. The synthetic tsunami waveforms were obtained around the Uljin NPP site. The results show that the wave heights are closely related with the location of the fault sources and the associated potential earthquake magnitudes. These wave parameters can be used as input data for the future PTHA study of the Uljin NPP site.

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.

본 연구에서는 지진해일에 의한 원자력발전소의 확률론적 안전성 평가를 위하여 필수적으로 도출해야 하는 지진해일 재해도 곡선을 도출하기 위한 연구를 수행하였다. 1900년도 이후에 기록된 동해안에서의 지진해일 기록과 1900년도 이전에 역사지진기록에서 찾을 수 있는 지진해일 기록을 이용하여 지진해일에 의한 최대파고에 대한 재현주기를 산정하고자 하였다. Power law, upper-truncated power law 그리고 지수함수에 의해서 추세선을 작성하였으며 그 결과를 비교하였다. 동해안에서 발생한 지진해일의 기록이 10건 내외에 불과하므로 기록에 의한 지진해일 재해도 곡선추정 연구에 제한이 있으나 국내에는 지진해일의 재해도곡선 추정에 관한 연구가 전무한 현실이므로 지진해일 확률론적 안전성 평가를 위한 초석을 놓은 것으로 판단된다.

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.

정확한 지진재해 예측을 위해서는 대상지역 특성을 고려하여 개발한 강진동 감쇠식을 사용해야 한다. 본 연구에서는 한반도의 감쇠식에 관한 기존연구에서 제시한 여러 감쇠식 및 지진자료를 비교한 후 그 유형이 가장 유사한 관계식을 선별하였다. 지진재해예측을 위한 HAZUS에서는 미국을 서부와 중동부로 구분한 강진동 감쇠식을 지원하는데, 앞서 선별한 국내 감쇠식과 부합하는 미국의 감쇠식 종류를 알아보았다. 이번 연구는 향후 HAZUS를 이용하여 한반도의 지진재해를 예측하고자 할 때, 우리나라의 감쇠현상과 가장 유사한 미국의 강진동 감쇠식을 사용함으로써 신뢰성 높은 재해예측에 효과적인 영향을 줄 것으로 기대한다.

전력송전시스템에서 변전소는 에너지공급의 효율성을 높이기 위하여 다수의 변압기를 동시에 운영하는 병렬 운전을 한다. 이 논문에서는 변압기의 병렬 운전 방식을 고려하여 변전소를 다중피해상태로 모사할 수 있는 신뢰성 해석 방법을 개발하였다. 그리하여 변전소의 다중피해상태를 고려한 전력망의 지진 신뢰도 평가 결과를 파괴와 생존의 이중피해상태만을 고려한 기존의 신뢰도 평가 결과와 비교하였다. 몬테 카를로 방법을 사용한 국내 345kV 전력망에 대한 지진 신뢰성 평가 결과, 망 전체의 신뢰성 지수들은 이중 및 다중피해 상태에 의한 망 전체의 피해정도 차이가 그다지 크지 않음을 나타내었다. 수요절점신뢰성 지수에서는 이중피해상태만을 고려한 피해정도 가 다소 높게 나타나는 경향이 있었다. 특히 이중피해상태에 의한 공급 지장 전력량 기대치는 다중피해상태에 의한 것보다 상당히 높게 나타났다.

원전 구조물 및 기기의 내진설계를 위한 설계지진의 설정에는 결정론적 방법이나 확률론적 방법이 사용되어 왔다. 최근에는 확률론적 지진재해도 분석이 일반화 되면서 확률론적으로 설계지진 및 평가용 지진의 설정 방법이 합리적인 방법으로서 인식되어 많이 사용되고 있다. 우리나라의 경우 원전부지에 대한 확률론적 지진재해도 분석이 확률론적 지진위험도 평가의 일환으로 대부분 완료되어 있다. 본 연구에서는 확률론적 지진재해도의 재분해를 통하여 확률론적 시나리오 지진을 산정할 수 있는 기법을 확립하고 국내 원전 부지에 대한 확률론적 지진재해도 분석 결과를 이용하여 계산 예를 수행하였다. 이 기법을 사용하면 내진설계 및 내진안전성 평가에 활용할 수 있는 확률론적 시나리오 지진을 설정할 수 있어 매우 유용한 것으로 판단되며 합리적인 시나리오 지진의 산정을 위해서는 합리적인 지진구역도 및 감쇄식의 개발이 필요하다.

지진 하중을 받는 전체 네트워크 시스템 및 네트워크 구성 절점에 대한 신뢰성 지수를 구할 수 있는 지진 재해 신뢰성 평가 방법을 전력 송전 네트워크 시스템을 대상으로 개발하였다. 전력 송전 시스템에 대하여 절점과 링크로 구성된 네트워크 모형을 개발하였으며, 절점인 변전소의 지진 취약도 곡선은 변전소 구성 기기의 개별 취약도 곡선으로부터 구하였다. 입력 지진 모형으로서 점 지진원 모형을 사용하였고, doubly truncated Gutenberg-Richter 관계식과 감쇠공식을 적용하였다. 몬테 카를로 시뮬레이션을 적용하여 전력 송전 네트워크 시스템의 신뢰성을 평가한 결과 한국의 전력망에 대한 지진 재해의 효과는 무시할 수 있는 수준은 아닌것으로 평가되었다.

This paper is a study on the development of a data analysis platform that constitutes a part of the development task of the constant monitoring system that can prepare against the earthquake disaster by using the regular measurement data of the old school buildings. The data analysis platform is composed of database management software that manages the metrology data acquired by using the instrument and data management software that analyzes the metrology data, analysis tools that can analyze the metrology data in various ways, A data analysis platform can be used to assess the safety of the school building and evaluate the seismic safety of the old school building to build a system for earthquake disaster.