Probabilistic Site Response Analysis Using the Random Vibration Theory Methodology and Its Application for Development of UHRS/GMRS at Soil Sites

Abstract

본 연구의 목적은 국내 원전 부지의 등재해도 응답스펙트럼(uniform hazard response spectrum, UHRS) 및 지반운동 응답스펙트럼(ground motion response spectrum, GMRS)을 결정하는 것이다. 첫째, 부지 지진응답을 계산하는 응답이력방법과 불규칙 진동이론방법에 대해 설명한다. 두 가지 방법은 부지 지진응답에서 매우 비슷한 결과 값을 보였다. 둘째, 토사 부지의 지진 재해도/UHRS를 부지 지진응답과 암반 부지의 지진 재해도 사이에 콘벌루션을 적용하여 식별한다. 셋째, 토사 부지에서 UHRS를 결정한 후 성능 기반 접근법에 의해 GMRS를 계산한다. 마지막으로, 지반 특성의 불확실성을 몬테카를로 시뮬레이션에 의해 평가한다. 지반 특성에서 무작위성의 3가지 원인(비선형 재료 모델, 지층 두께, 전단파 속도)에 대해 조사한다.

The objective of this study is to determine the Seismic Hazard, Uniform Hazard Response Spectra (UHRS) and Ground Motion Response Spectra (GMRS) for Nuclear Power Plant sites in Korea. Firstly, 2 methods to compute seismic site responses are outlined which are responses history and Random Vibration Theory methods. 2 methods give the very good agreement in seismic site responses. Secondly, Seismic Hazard/UHRS at soil site is identified by applying a convolution between seismic site response and Seismic Hazard at rock site. Thirdly, after determining UHRS at soil site, GMRS are computed by performance-based approach. Finally, the uncertainties in soil characteristics are assessed by Monte Carlo simulations. 3 sources of randomness in soil properties are investigated: nonlinear reductions model, layer thickness, and shear wave velocity.