국내 중소규모 흙댐의 지진 시 파괴확률 산정 도표 제안

하익수(Iksoo Ha),이수권(Soogwun Lee),김남룡(Namryong Kim),임정열(Jeongyeul Lim) 한국지반환경공학회 2017 한국지반환경공학회논문집 Vol.18 No.3

본 연구의 목적은 지반공학적 물성정보가 거의 없는 국내 중소규모 댐의 지진 시 파괴확률을 간편하게 산정할 수 있는 도표를 제시하는 것이다. 기존의 댐의 지진 시 파괴확률을 산정하는 방법 및 절차를 검토하여, 댐의 지반공학적 물성정보와는 상관 없이 지진 시 파괴확률이 ‘0’이 되는 지진파괴확률 영곡선을 댐높이-여유고율 평면에서 쌍곡선의 형태로 결정하였다. 국내 중소규모 댐들의 댐높이-여유고율 분포형태가 지진파괴확률 영곡선과 같이 쌍곡선의 형태를 이루는 것을 확인하여, 다수의 등파괴확률 곡선(seismic failure probability contour)이 댐높이-여유고율 평면에서 일정한 간격의 다수의 쌍곡선들로 표시되는 지진파괴확률 산정도표를 작성하였다. 작성된 도표는 비교적 관리가 잘 되고, 지반공학적인 정보를 충분히 가진 2개의 중소규모 댐들의 지진 시 파괴확률 산정에 적용하여, 기존 절차와 방법으로 산정된 결과와 비교하여 적용 타당성을 확인하였다. 향후, 제안된 도표는 중소규모댐의 지진대비 보수보강의 투자 우선순위 등을 고려할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. The purpose of this study is to propose a chart that can easily estimate the seismic failure probability of small and medium sized earthfill dams with little geotechnical information. By considering the existing method and procedure for estimating the seismic failure probability of a dam, the zero seismic failure probability curve, on which the seismic probability is zero regardless of the geotechnical properties of the dam, was determined in the form of hyperbola in the dam height and freeboard ratio plane. It was confirmed that the dam height-freeboard ratio distribution pattern of the Korean small and medium sized dams was shaped like a hyperbola like the zero seismic failure probability curve. Therefore, a estimation chart was constructed in which a number of seismic failure probability contours are represented by a number of hyperbolas at regular intervals in the dam height-freeboard ratio plane. The proposed chart was applied to the calculation of the seismic failure probability of two small and midium sized dams with relatively well-managed geotechnical properties and the validity of the chart was confirmed by comparison with the results obtained by the existing procedures and methods. In the future, the proposed chart is expected to be useful in considering investment priorities for maintenance and reinforcement of small and medium sized dams in preparation for earthquakes.

암반사면의 평면파괴해석을 위한 간이 확률론적 해석 비교연구

김영민(Youngmin Kim) 한국암반공학회 2021 터널과지하공간 Vol.31 No.5

지반공학 분석에는 재료정수의 샘플링 및 실험기술에 이르기까지 많은 불확실성의 원인이 존재한다. 암반사면의 평면파괴에 대한 기존의 결정론적 안정성 분석은 안전율은 계산하지만, 파괴확률이나 신뢰지수를 고려하지 않는다. 기존의 사면안정해석에서는 지반의 불확실성을 전체적 안전율로 평가하여 현실적인 암반사면의 안정성을 자세히 평가하기가 힘들다. 본 논문에서는 암석사면의 평면파괴에 적용되는 MCS, FOSM, PEM, Taylor Series와 같은 기존의 확률론적 분석기법을 자세히 검토한다. 몬테카를로 방법(MCS)은 가장 정확한 확률론적 안전율을 계산한다. 그러나 이 방법은 시간이 많이 걸리는 문제가 발생되므로 간이 확률론적 방법은 MCS에 대한 대안이 될 수 있다. 이 연구에서는 간이 확률론적 방법을 사용하여 암반사면의 평면파괴에 대한 확률분석을 제시하였다. Many sources of uncertainty exist in geotechnical analysis ranging from the material parameters to the sampling and testing techniques. The conventional deterministic stability analysis of a plane failure in rock slope produce a safety factor but not a probability of failure or reliability index. In the conventional slope stability analysis by evaluating the ground uncertainty as an overall safety factor, it is difficult to evaluate the stability of the realistic rock slope in detail. This paper reviews some established probabilistic analysis techniques, such as the MCS, FOSM, PEM, Taylor Series as applied to plane failure of rock slopes in detail. While the Monte – Carlo methods leads to the most accurate calculation of the probability of safety, this method is too time consuming. Therefore, the simplified probability methods could be alternatives to the MCS. In this study, using these simple probability methods, the failure probability estimation of a plane failure in rock slope is presented.

Non-Gaussian Closure 기법을 적용한 비선형 교량 구조계의 파괴확률 추정 기법

함대기,고현무,박관순 한국지진공학회 2010 한국지진공학회논문집 Vol.14 No.1

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. A method is presented for evaluating the seismic failure probability of bridge structures which show a nonlinear hysteretic dynamic behavior. Bridge structures are modeled as a bilinear dynamic system with a single degree of freedom. We regarded that the failure of bridges will occur when the displacement response of a deck level firstly crosses the predefined limit state during a duration of strong motion. For the estimation of the first-crossing probability of a nonlinear structural system excited by earthquake motion, we computed the average frequency of crossings of the limit state. We presented the non-Gaussian closure method for the approximation of the joint probability density function of response and its derivative, which is required for the estimation of the average frequency of crossings. The failure probabilities are estimated according to the various artificial earthquake acceleration sets representing specific seismic characteristics. For the verification of the accuracy and efficiency of presented method, we compared the estimated failure probabilities with the results evaluated from previous methods and the exact values estimated with the crude Monte-Carlo simulation method.

상수관망의 신뢰도 산정을 위한 개별 관의 파괴 확률을 고려한 상수관 파괴모의 기법

전환돈,Jun. Hwandon 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.4

상수관망의 신뢰도 산정은 상수관망의 정확한 운영상황을 파악하기 위해서 중요지만 널리 받아들여지는 상수관망의 신뢰도 산정을 위한 방법은 없다. 관파괴와 이에 따른 영향을 바탕으로 한 Jun 등이 제안한 모델은 상수관망의 운영주체에서 실질적으로 활용이 가능한 기법이다. 그러나, Jun 등의 모델에서는 각 관의 파괴확률을 같게 설정하여 관파괴 모의를 실시하였기 때문에 실제 상수관망에서 발생하는 관파괴 양상을 정확하게 반영하지 못하였다. 따라서 본 연구에서는 각각의 관별 파괴확률을 고려하여 관파괴 모의를 가능케 Jun 등의 모델을 개선하여 상수관망의 신뢰도를 산정할 수 있는 모델을 제안하였다. 각각의 관별 파괴확률을 관경과 관길이를 바탕으로 산정하는 회귀식을 이용하여 산정한 후 이를 상수관망 신뢰도 산정을 위한 관파괴 모의에 적용하였다. 제안된 모델을 실제 상수관망에 적용하여 Jun 등의 모델과 본 연구에서 제안된 모델에 의해 산정되는 상수관망의 신뢰도를 비교하였다. 비교 결과 개별 관의 관파괴 확률을 반드시 고려하여야만 정확한 상수관망의 신뢰도 산정이 가능한 것으로 나타났다. Estimation of the reliability of a Water Distribution System(WDS) is important to understand the current operating condition of the system. Although, there is no widely accepted method to estimate the reliability of a WDS, the Jun`s model which is based on the pipe failure simulation and its impact can be efficiently adopted for the purpose by the water utility. In the model, however, it is assumed that the pipe failure probability of each pipe is even and this assumption may bring unrealistic estimation of the reliability of a WDS since with this assumption, the actual pipe failure characteristics occurred in the WDS cannot be simulated. For this reason, in this study, we suggest a modified method of the Jun`s model to consider the individual pipe`s failure probability. The regression equation which is based on diameter and length of the pipe is used to estimate the failure probability of the individual pipe and then, the pipe failure simulation is performed. The suggested model is applied to a real WDS to compare the results of the two models. Comparing them, it is concluded that the failure probability of the individual pipe should be considered to estimate the accurate reliability of a WDS when it is estimated by the pipe failure simulation.

경사식 방파제의 비용 최적화에 기초한 부분안전계수 및 목표파괴확률 산정

김승우(Kim, Seung-Woo),서경덕(Suh, Kyung-Duck) 한국해안해양공학회 2010 한국해안해양공학회 논문집 Vol.22 No.3

방파제는 인명 피해의 우려가 적은 구조물이기 때문에 주로 비용 최적화를 고려하여 설계한다. 하지만 대부분의 국내 방파제는 비용최적설계를 고려하지 않았다. 본 연구에서는 비용최적설계를 국내의 경사식 방파제에 적용하여 최적설계중량과 목표파괴확률 그리고 부분안전계수를 산정하였다. 사용한 방법은 PIANC Working Group 47의 Hans F. Burcharth and John D. Sorensen에 의해 개발된 것이다. 최적재현기간은 많은 경우에 50년으로 계산되었고 실질이자율이 높을 경우에 100년으로도 계산되었다. 최적재현기간에 해당하는 파괴확률과 기존 구조물의 신뢰성 해석에서 얻은 파괴확률을 사용하여 목표파괴확률을 제안하였다. 국내 설계기준인 초기한계상태의 최종적인 목표파괴확률은 약 60%이며 이에 상응하는 전체안전계수는 1.09이다. 이는 현행 설계법보다 9% 큰 공칭직경과 30% 큰 설계중량을 요구한다. 또한 비용최적설계를 고려한 부분안전계수를 산정하여 비용을 고려하지 않는 Level 2의 부분안전계수와 비교하였고 목표파괴확률이 40% 미만일 때 두 방법이 비교적 잘 일치함을 보였다. The breakwaters are designed by considering the cost optimization because a human risk is seldom considered. Most breakwaters, however, were constructed without considering the cost optimization. In this study, the optimum return period, target failure probability and the partial safety factors were evaluated by applying the cost optimization to the rubble mound breakwaters in Korea. The applied method was developed by Hans F. Burcharth and John D. Sorensen in relation to the PIANC Working Group 47. The optimum return period was determined as 50 years in many cases and was found as 100 years in the case of high real interest rate. Target failure probability was suggested by using the probabilities of failure corresponding to the optimum return period and those of reliability analysis of existing structures. The final target failure probability is about 60% for the initial limit state of the national design standard and then the overall safety factor is calculated as 1.09. It is required that the nominal diameter and weight of armor are respectively 9% and 30% larger than those of the existing design method. Moreover, partial safety factors considering the cost optimization were compared with those calculated by Level 2 analysis and a fairly good agreement was found between the two methods especially the failure probability less than 40%.

동해항 방파제를 대상으로 한 신뢰성 설계법의 비교 연구

김승우(Kim, Seung-Woo),서경덕(Suh, Kyung-Duck),오영민(Oh, Young Min) 한국해안해양공학회 2005 한국해안해양공학회 논문집 Vol.17 No.3

본 논문은 동해항 방파제를 대상으로 신뢰성 설계법을 비교하는 한 쌍의 논문의 첫 번째 부분이다. 제1부인 본 논문의 내용은 피복 블록의 안정성에 국한되며, 제 2부에서는 케이슨의 활동을 다룬다. 1980년대 중반이후 방파제에 대한 신뢰성 설계법이 본격적으로 제안되기 시작하였다. 신뢰성 설계법은 사용되는 확률적 개념의 정도에 따라 세 가지로 분류된다. Level 1 방법은 허용파괴확률에 따라 미리 계산된 부분안전계수를 이용하여 방파제를 설계하며, Level 2 방법은 하중과 저항 변수들의 정규분포를 가정하고 이들의 평균 및 표준편차로부터 신뢰도지수와 파괴확률을 계산한다. Level 3 방법은 하중과 저항 변수들에 대한 정규분포의 가정 없이 방파제 수명 동안의 누져 파괴량(예로서 피복 블록의 누적 피해)을 계산한다. 각 방법들은 서로 다른 설계 변수들을 계산하지만 이들을 모두 파괴확률로 나타내어 방법들 간의 차이를 비교할 수 있다. 본 연구에서는 기존의 결정론적 방법으로 설계, 시공된 후 1987년 피해를 입었던 동해항 방파제의 피복 블록 안정성에 대하여 피해 전과 보강 후의 단면에 대해서 각각 신뢰성 해석을 수행하였다. 그 결과 피해 전 단면의 파괴확률은 허용파괴확률을 크게 초과하는 반면 보강 후 단면의 파괴확률은 이보다 매우 작아서, 피해 전과 보강 후에 각각 과소 및 과대 설계되었음을 나타냈다. 한편, 서로 다른 세 가지 신뢰성 설계법의 결과가 대체로 잘 일치함을 보임으로써 각 방법 간에 큰 차이가 없음을 확인하였다. This is the first part of a two-part paper which describes comparison of reliability design methods by application to Donghae Harbor Breakwaters. This paper, Part 1, is restricted to stability of armor blocks, while Part 2 deals with sliding of caissons. Reliability design methods have been developed fur breakwater designs since the mid-1980s. The reliability design method is classified into three categories depending on the level of probabilistic concepts being employed. In the Level 1 method, partial safety factors are used, which are predetermined depending on the allowable probability of failure. In the Level 2 method, the probability of failure is evaluated with the reliability index, which is calculated using the means and standard deviations of the load and resistance. The load and resistance are assumed to distribute normally. In the Level 3 method, the cumulative quantity of failure (e.g. cumulative damage of armor blocks) during the lifetime of the breakwater is calculated without assumptions of normal distribution of load and resistance. Each method calculates different design parameters, but they can be expressed in terms of probability of failure so that tile difference can be compared among the different methods. In this study, we applied the reliability design methods to the stability of armor blocks of the breakwaters of Donghae Harbor, which was constructed by traditional deterministic design methods to be damaged in 1987. Analyses are made for the breakwaters before the damage and after reinforcement. The probability of failure before the damage is much higher than the target probability of failure while that for the reinforced breakwater is much lower than the target value, indicating that the breakwaters before damage and after reinforcement were under- and over-designed, respectively. On the other hand, the results of the different reliability design methods were in fairly good agreement, confirming that there is not much difference among different methods.

여유고만으로 추정된 국내 재해위험 저수지의 지진시 파괴확률

하익수,이수권,임정열,정영훈 대한토목학회 2016 대한토목학회논문집 Vol.36 No.3

The objective of this study is to illustrate the methods and procedures for estimating the failure probability of small fill dams subjected to earthquake events and to estimate the seismic failure probability of the Korean disaster risk fill dams where geotechnical information is not available. In this study, first of all, seismic failure probabilities of 7 disaster risk small fill dams, where geotechnical information is available, were evaluated using event tree analysis. Also, the methods and procedures for evaluating probabilities are illustrated. The relationship between dam height and freeboard for 84 disaster risk small dams, for which the safety diagnosis reports are available, was examined. This relationship was associated with the failure computation equation contained in the toolbox of US Army corps of engineers. From this association, the dam height-freeborard critical curve, which represents ‘zero’ failure probability, was derived. The seismic failure probability of the Korean disaster risk fill dams was estimated using the critical curve and the failure probabilities computed for 7 small dams. 본 연구의 목적은 소규모 필댐의 지진시 파괴확률을 산정하는 방법과 절차를 예시하고, 지반공학적 정보가 부족한 국내 재해위험 저수지의 지진시 파괴확률을 추정하는 것이다. 이를 위하여, 국내 재해위험 저수지로 지정된 저수지 중 지반공학적인 정보를 얻을 수 있는 7개 저수지에 대해사건수 분석 기법을 적용하여 지진에 대한 파괴확률을 평가하였으며, 그 방법 및 절차를 예시하였다. 안전진단보고서를 확보한 84개 재해위험저수지의 댐높이와 여유고와의 관계를 검토하였고, 미공병단 평가도구로 이용되는 파괴확률 산정식을 이러한 댐높이와 여유고와의 관계에 연관시켰다. 이러한 연관관계로부터, 지진시 파괴확률이 ‘0’이 되는 댐높이-여유고 임계곡선을 도출하였고, 이러한 임계곡선과 7개 저수지에 대해 산정한 지진시 파괴확률로부터 물성확보가 어려운 국내 재해위험 저수지의 개략적인 지진에 대한 파괴확률을 추정하였다.

FAVOR 전산코드를 이용한 원자로용기 파손 확률 평가

박홍선(Hongsun Park),김규완(Kyuwan Kim),김종수(Jongsoo Kim),김종민(Jongmin Kim) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4

원자력 발전소 안전의 궁극적인 목적은 가상의 방사성 위험으로부터 공공과 환경을 보호하는 데 있다. 이러한 목적을 이루기 위하여, 원자력 발전소는 일반적으로 구조물, 계통 및 기기가 정상운전 동안 및 가상의 사고 조건에서 충분한 구조적 건전성을 갖도록 설계되었음을 검증할 것을 요구한다. 원자로냉각재계통의 대형기기의 갑작스러운 파손은 단시간 내에 냉각재의 상실과 압력파 혹은 원자로 비산물에 의한 격납용기의 파손을 야기시킬 수 있다. 즉, 원자로용기의 파손은 노심의 유지 및 냉각 능력이 상실될 수 있기에 파손 가능성이 극히 낮음을 보이거나, 이러한 파손이 격납용기의 파손 결말로 이어지지 않음을 입증할 필요가 있다. 본 논문에서는 Oak Ridge 국가연구실에서 개발한 확률론적 파괴역학 프로그램 중 하나인 FAVOR 전산코드를 이용하여 원자로용기의 파손확률이 낮음을 검증하였다. FAVOR 전산코드는 미국 원자력규제위원회의 지원을 받아 Oak Ridge 국가연구실에서 개발한 확률론적 파괴역학 프로그램으로 Monte Carlo sampling 기법을 이용하여 원자로용기의 파손확률을 계산한다. 최근에 배포된 Version 16.1 은 내부의 표면 결함에 대한 응력확대 계수의 계산, 재료물성, 최근의 ASME 코드의 방법론 및 내용을 반영하였다. 국제원자력기구(IAEA)에서 정의한 것처럼, 특정 과도조건은 과냉각 상태에서 상대적으로 고압 상태에서 혹은 압력이 증가시키는 상태에서 원자로용기의 급속한 냉각을 야기시킬 수 있다. 이러한 과도조건을 가압열충격이라 하며, 원자로용기의 급속한 냉각에서 고려하는 열충격과는 다른 개념이다. 1000MWe 급 원자력발전소의 원자로용기에 대한 파손확률을 평가하였으며, 무한대 균열길이를 갖는 원주방향 표면결함에 대하여 가압열충격이 발생하였을 때의 파손확률을 평가하였다. FAVOR 전산코드로 평가한 결과, 1E-06/ry의 확률을 나타내었으며, 이는 가압열충격 과도조건이 발생했을 때의 조건부 파손확률이다. 즉, 가압열충격의 발생확률이 낮은 확률을 나타내므로, 원자로용기의 파손확률이 극히 낮음을 알 수 있다. The objectives of nuclear power plant safety are to protect the public and the environment against postulated radiological hazard. In order to achieve these objectives, the nuclear power plant is generally required to demonstrate that the structures, systems, and components are designed to have the sufficient structural integrity during normal plant operation and the postulated accident conditions. In this study, FAVOR Code, one of the probabilistic fracture mechanics programs, is used to demonstrate the low failure likelihood of reactor vessel under pressurized thermal shock events.

동해항 방파제를 대상으로 한 신뢰성 설계법의 비교 연구.

김승우(Kim, Seung-Woo),서경덕(Suh, Kyung-Duck),오영민(Oh, Young-Min) 한국해안해양공학회 2006 한국해안해양공학회 논문집 Vol.18 No.2

본 논문은 동해항 방파제를 대상으로 신뢰성 설계법을 비교하는 한 쌍의 논문의 두 번째 부분이다. 제 2부인 본 논문에서는 케이슨의 활동을 다룬다. 사석 마운드 위에 케이슨을 거치한 직립방파제의 파괴모드는 케이슨의 활동 및 전도, 그리고 사석 마운드 또는 지반의 파괴 등이 있는데, 그 중 케이슨의 활동에 의한 파괴가 가장 많이 발생한다. 케이슨 활동 파괴에 대한 기존의 결정론적 설계법은 저항이 하중보다 일정 배수(예를 들어 1.2배) 커야 한다는 안전율 개념으로 접근한다. 그러나 안전율의 개념으로는 구조물의 안정성을 정량적으로 평가할 수 없다. 한편 최근 활발한 연구가 진행되고 있는 신뢰성 설계법은 구조물의 파괴확률을 산정함으로써 안정성에 대한 정량적인 평가를 가능케 한다. 신뢰성 설계법은 사용되는 확률적 개념의 정도에 따라 Level 1, 2 및 3의 세가지로 분류된다. 본 연구에서는 기존의 결정론적 방법으로 설계, 시공된 후 1987년 피해를 입었던 동해항 방파제의 케이슨 활동에 대하여 피해 전과 보강 후의 단면에 대해서 각각 신뢰성 해석을 수행하였다. 그 결과 피해 전 단면의 파괴확률은 허용파괴확률을 크게 초과하여 케이슨이 과소 설계되었음을 나타내는 반면, 보강 후 단면의 파괴확률은 허용파괴확률과 비슷한 값을 보임으로써 보강 후 안정한 구조물이 되었음을 나타냈다. 한편, 서로 다른 세 가지 신뢰성 설계법의 결과가 대체로 잘 일치하는 것을 보임으로써 각 방법을 이용한 해석 결과 사이에는 큰 차이가 없음을 확인하였다. This is the second of a two-part paper which describes comparison of reliability design methods by application to Donghae Harbor Breakwaters. In this paper, Part 2, we deal with sliding of caissons. The failure modes of a vertical breakwater, which consists of a caisson mounted on a rubble mound, include the sliding and overturning of the caisson and the failure of the rubble mound or subsoil, among which most frequently occurs the sliding of the caisson. The traditional deterministic design method for sliding failure of a caisson uses the concept of a safety factor that the resistance should be greater than the load by a certain factor (e.g. 1.2). However, the safety of a structure cannot be quantitatively evaluated by the concept of a safety factor. On the other hand, the reliability design method, for which active research is being performed recently, enables one to quantitatively evaluate the safety of a structure by calculating the probability of failure of the structure. The reliability design method is classified into three categories depending on the level of probabilistic concepts being employed, i.e., Level 1, 2, and 3. In this study, we apply the reliability design methods to the sliding of the caisson of the breakwaters of Donghae Harbor, which was constructed by traditional deterministic design methods to be damaged in 1987. Analyses are made for the breakwaters before the damage and after reinforcement. The probability of failure before the damage is much higher than the allowable value, indicating that the breakwater was under-designed. The probability of failure after reinforcement, however, is close to the allowable value, indicating that the breakwater is no longer in danger. On the other hand, the results of the different reliability design methods are in fairly good agreement, confirming that there is not much difference among different methods.

확률론적 기법을 이용한 터널 지보시스템의 신뢰성 평가

박도현(Dohyun Park),박의섭(Eui-Seob Park),송원경(Won-Kyong Song),류동우(Dong-Woo Ryu) 한국암반공학회 2010 터널과지하공간 Vol.20 No.1

본 연구에서는 확률론적 기법을 토대로 터널 지보시스템의 신뢰성을 평가할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 솔버로서 FLAC2D를 사용하며 수치해석과 확률론적 해석의 전 과정을 자동적으로 처리할 수 있다. 지반을 모델링한 수치해석시 상당한 계산시간이 소요되므로 시뮬레이션 기법을 적용하여 터널 지보시스템의 신뢰성을 확률론적으로 평가하는 것은 현실적으로 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 샘플의 수를 시뮬레이션 기법에 비해 상당히 줄일 수 있어 확률론적 해석을 하는 데 효율적인 점추정법을 사용하였다. 본 연구에서 개발한 프로그램을 터널 프로젝트에 적용하여 결정론적 접근법에 의한 결과와 비교 분석하였다. 이로부터 확률론적 접근법은 파괴확률을 토대로 터널 지보시스템의 신뢰성을 정량적으로 평가할 수 있고 터널 지보설계시 의사결정의 도구로서 활용될 수 있다는 것을 확인하였다. The present study developed a program which can assess the reliability of tunnel support systems based on a probability-based method. The developed program uses FLAC2D as a solver, and can automatically execute all the processes, associated with numerical and probabilistic analysis. Since a numerical analysis, which models the ground, requires a significant calculation time, it is actually impossible to apply simulation-based methods to probabilistic assessment on the reliability of tunnel support systems. Therefore, the present study used a point estimate method, which is efficient for probabilistic analysis since the method can significantly reduce the number of samples when compared with the simulation-based method. The developed program was applied to a tunnel project, and the results were compared with those through a deterministic approach. From the comparison, it was identified that a probabilistic approach can quantitatively assess the reliability of tunnel support systems based on probability of failure and can be used as a tool for decision making in tunnel support designs.