For safe and economical spent fuel management, assessing the integrity of the cladding, which is the first barrier to the escape of radioactive material, is very important. For the sake of risk assessment, it is essential to calculate the probability of failure of the spent fuel rods loaded inside the cask during the transportation or storage. However, due to the large amounts of calculations required, it is not practical to analyze every detail of the spent fuel rods and assemblies. This study presents a methodology to perform a cask-level analysis by sequentially simplifying the fuel rods and spent fuel assemblies for the calculation of fuel rod failure probability. A simplified single fuel rod model was generated by considering the material properties of a high burnup fuel rod stored in dry storage for approximately 5 years and the interfacial bonding conditions of the cladding tube. The simplified model produces the same deflection as the detailed model at the critical moment that produces a fracture plastic strain of 1%. The developed single fuel rod simplified model is assembled in a CE 16×16 configuration, and a methodology is presented in which the CE 16×16 assembly model is once again replaced by a simplified model with a cuboidal shape. Compression analyses were performed on each part of the CE 16×16 model to obtain isotropic property data, and a simplified model was created based on those data and the cross-sectional second moment values of the parts. A cask drop analysis was performed to validate the similarity of the CE 16×16 model and the simplified model by comparing important structural responses such as impact acceleration. The 20 simplified fuel assembly models and one detailed model were loaded into a cask to perform the drop analysis. For the detailed model, the impact acceleration was extracted for different loading positions and the corresponding impact load and pinch load were derived. The spring force and contact force corresponding to the pinch load were extracted by applying a Python script technique to extract the maximum value of them exerted on each fuel rod. The vulnerability of spent fuel rods to bending loads and the failure criteria were considered during the simplification process of a single fuel rod. From the extracted impact and pinch loads, the probability of failure of the spent fuel rods as a function of impact acceleration can be calculated.

Most of the drinking water dams managed by the local governments in Korea are earthfill dams, and these dams have almost no geotechnical property information necessary for seismic performance evaluation. Nevertheless, in the rough planning stage for improving seismic safety for these dams, it is necessary to classify their relative seismic hazard against earthquakes and conduct an additional ground investigation. The zero seismic failure probability curve is a curve suggested in this study in which the probability of failure due to an earthquake becomes ‘0’ regardless of the geotechnical properties of the earthfill dam. By examining the method and procedure for calculating failure probability due to an earthquake suggested in previous researches, the zero seismic failure probability curves for an earthquake in 1,000-year and 2,400-year return periods in Korea were presented in the form of a hyperbola on the plane of the dam height versus freeboard ratio (ratio of freeboard to dam height), respectively. The distribution characteristics of the dam height and the freeboard ratio of 81 Korean earthfill dams were presented. The two proposed zero seismic failure probability curves are shown on the plane of the dam height versus freeboard ratio, and the relative seismic hazard of 81 dams can be classified into three groups using these curves as boundaries. This study presented the method of classifying the relative seismic hazard and the classification result.

비선형 이력거동을 가지는 교량 구조계에 지진하중이 작용하였을 때 파괴확률을 추정할 수 있는 기법을 제시하였다. 교량 구조계는 지진하중이 작용할 때 이중선형 이력거동을 보이는 단자유도 진동계로서 모델링하였다. 교량의 파괴는 상단의 변위 응답이 지진 지속시간 동안 정해진 한계 상태 값을 최초로 넘어설 때 발생하는 것으로 정의하였다. 지진하중에 대한 비선형 구조계의 최초통과확률을 추정하기 위하여, 단위시간 동안 한계상태를 넘어서는 빈도수를 계산하는 crossing theory를 적용하였다. 단위시간 동안의 한계상태 초과 빈도수 추정을 위하여 필요한, 비선형 구조계의 응답과 응답의 미분값 간의 결합확률밀도함수를 추정하기 위한 기법으로서, Non-Gaussian closure 기법을 제시하였다. 다양한 지반운동 특성을 가지는 다수의 인공지진 가속도 시간이력을 생성하여 교량의 동적 특성에 따른 파괴확률을 추정하였다. 제시된 기법을 사용한 결과 얻어진 파괴확률 값을 crude Monte-Carlo 시뮬레이션을 통하여 얻어진 정해 및 기존의 방법을 적용하여 얻어진 파괴확률 값과 비교함으로써 제시된 파괴확률 추정 기법의 정확성과 효율성을 검증하였다.

비선형 구조계의 확률론적 지진해석 방법 중 대표적인 것은 지진 재해도 수준에 해당하는 입력지반운동 모델을 사용한 시간이력을 수행하여 그 응답의 확률분포를 예측하는 것이다. 이 연구에서는 널리 사용되고 있는 두 가지 입력지반운동 모델에 따른 구조계 응답의 분포특성 및 파손확률의 차이와 그 원인을 분석한다 입력지반운동 모델로는 실제 지진기록을 배율 조정하여 사용하는 배율조정 입력지반운동과 설계 응답스펙트럼에 상응하는 인공 지진기록을 사용하는 스펙트럼 맞춤 입력지반운동 두 가지를 고려한다. 동일한 지진재해도 수준을 고려한 해석결과 설계 응답스펙트럼에 상응하는 인공 지진기록을 사용한 입력지반운동 모델은 실제 지진기록을 배율 조정한 입력지반운동 모델보다 평균적으로 응답을 크게 평가하였고 이로 인해 파손확률 또한 더 큰 것으로 나타났다 이러한 경향은 연약한 지반에서 더욱 현저한 것으로 나타났다. 이러한 입력지반운동 모델에 따른 파손확률의 차이는 스펙트럼 맞춤 입력지반운동의 목표로 사용된 도로교 설계기준의 설계 응답스펙트럼이 실제 지진기록의 응답스펙트럼보다 장주기로 갈수록 응답을 크게 평가하도록 보수적으로 만들어졌기 때문인 것으로 나타났다.

Reliability calculation of a system is frequently required in industrial, military, and everyday life situations. For such a calculation, it is necessary to specify the configuration of components and subsystems, the failure mode of each component, and the states in which the system is classified as failed. In this paper, we are primary interested in the time to the first failure of a system. And we discuss failure probability of coherent system under various condition, especially focus on probability calculation of subsystem failure before system failure used by Bayes formula. Problem statement and general applications illustrated by several examples.

This paper applied the concept of risk to prevent disasters in reservoirs and to manage them efficiently. However, there is a lack of information on safety management for small reservoirs managed by local governments. Therefore, considering such a reality, the geotechnical failure mode scenarios have been reduced to five types. In this study, the site investigation was carried out and the geotechnical failure probabilities were calculated based on the results, and then its applicability has been suggested.

According to this research, it was confirmed that safety coefficient is useful tool to rationally quantify structural deterioration of pipe. In addition, it could perform simple and rapid evaluation escaping from confinement by time and budget, and it can be utilized as a tool to set up policy for future water supply.

Recently durability design based on deterministic or probabilistic method has been attempted since service life evaluation in RC(Reinforced Concrete) structure exposed to chloride attack is important. The deterministic durability design contains a reasonable method with time effect on surface chloride content and diffusion coefficient, however the probabilistic design procedure has no consideration of time effect on both. In the paper, a technique on PDF(Probability of Durability Failure) evaluation is proposed considering time effect on diffusion and surface chloride content through equivalent surface chloride content which has same induced chloride content within a given period and cover depth. With varying period to built-up from 10 to 30 years and maximum surface chloride content from 5.0 kg/m3 to 10.0 kg/m3, the changing PDF and the related service life are derived. The proposed method can be reasonably applied to actual durability design with preventing conservative design parameters and considering the same analysis conditions of the deterministic method.

전통적인 구조물 안정성 평가는 안전율 개념에 바탕한 확정론적 평가를 하는 것이 일반적이나 세계적인 추세는 구조물에 발생할 수 있는 다양한 불확실성을 고려한 확률론적 안정성평가로 전환하고 있다. 국토진흥원의 “재난 시나리오(태풍, 호우, 지진) 기반 수변구조물 통합안전관리 기술 개발 연구단” 에서는 제방을 대상으로 지진에 대한 재난 시나리오를 개발하고, 시나리오에 대한 수변구조물의 안정성을 정량적으로 평가하기 위하여 실시간 개념으로 수변구조물의 안정성을 평가할 수 있는 시스템을 개발하고 있다. 한편, 실시간 개념의 안정성 해석은 슈퍼컴퓨터와 같이 대용량의 전산처리기기가 필요하여 그 실용성에 한계가 있다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 제방에 발생 가능한 시나리오에 대한 안정성 해석을 미리 수행하여, 확률론적인 개념을 도입한 취약도 곡선을 개발하고, 재난 발생시, 실시간으로 발생하는 계측정보와 해석결과를 이용하여 수변구조물의 통합적인 안전 모니터링을 수행할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

우수관의 성능이 한계상태(performance limit state)에 도달할 확률을 정량적으로 산정할 수 있는 FORM(First-Order Reliability Model)의 AFDA(Approximate Full Distribution Approach) 신뢰성 모형을 개발하였다. 우수관망에서 각각의 관으로 유입하는 유량이 그 관의 허용 가능 배출량을 초과하여 성능한계상태에 도달할 때 이를 파괴상태(failure state)라 정의하여 신뢰함수를 수

대도시 및 지하구조물에서 주로 발생하는 탄산화는 사용기간의 증가에 따라 철근부식이 발생하며, 이러한 철근부식은 구조물의 성능저하로 진전된다. 하나의 RC 구조물이라 하더라도, 콘크리트 시공에 의해 건전부 뿐 아니라 시공이음부 또는 균열부와 같은 취약부가 발생하기가 쉽지만, 진단시에는 일반적으로 건전부만을 대상으로 탄산화 거동을 분석하고 있다. 본 연구에서는 대도시에서 사용중인 고가교의 RC 교각을 대상으로 하여 건전부, 균열부, 시공이음부 콘크리트의 탄산화 실태조사를 수행하였다. 조사된 탄산화 깊이와 측정된 피복두께를 확률변수로 하여, 사용기간에 따라 증가하는 내구적 파괴확률을 도출하였다. 한편 국내 시방서에 서 제시하는 목표파괴확률을 기준으로 대상구조물의 내구수명을 평가하였다. 동일한 기둥부재라 하더라도 건전부, 균열부, 시공이음부 콘크리트에 따라 도출된 내구수명은 각각 다르게 평가되었으며, 피복두께가 작고 균열폭이 큰 경우에서는 매우 빠르게 감소함을 알 수 있었다. 피복두께의 변동계수에 따라서도 내구적 파괴 확률의 변화가 크므로 적절한 시공과 품질확보가 중요함을 알 수 있다.