조위변동(潮位變動)을 받는 호안제(護岸堤)의 사면안정해석(斜面安定解析)

Stability Analysis for a Dyke Subjected to Tidal Fluctuations

하루에 두번씩 10m의 진폭을 가지고 조위(潮位)가 계속해서 변화(變化)한다고 가정하여 한 대표적인 호안제(護岸提) 단면에 대해 사면안정해석(斜面安定解析)을 행한다. 조위(潮位)가 변화(變化)하는 동안 호안제내(護岸提內) 간극수압(間隙水壓)의 변화(變化)는 전산 프로그램 "FLUMP"에 의해 수행되며 이 프로그램은 포화(飽和)흐름은 물론 비포화(非飽和)흐름과 비정상(非正常) 흐름까지 고려될 수 있도록 짜여져 있다. 이 프로그램으로 얻어진 결과는 조위변동시(潮位變動時)의 자유수면(自由水面) 변화(變化)와 정(正) 및 부간극수압(負間隙水壓)의 크기와 분포를 명확하게 결정할 수 있음을 보여주고 있다. 조위(潮位)가 최저(最低)까지 내려갔을 때 제체내(堤體內) 어느 부분에서는 압력수두(壓力水頭)가 자유수면(自由水面)의 높이보다 더 높게 나타난다. 즉 이것은 조위변동(潮位變動)을 받는 호안제(護岸堤)의 일부에 과잉간극수압(過剩間隙水壓)이 발생함을 의미한다. 또한 부간극수압(負間隙水壓)이 나타나는 불포화영역(不飽和領域)이 조위강하시(潮位降下時)에 일시적(一時的)으로 발생한다. 이 불포화영역(不飽和領域)의 흙의 전단강도(剪斷强度)는 간극수압(間隙水壓)이 정(正)의 상태로부터 부(負)로 바뀔때 증가(增加)되며 이 값은 Fredlund 등이 제안한 방법에 따라 결정될 수 있다. 호안제(護岸堤) 사면(斜面)의 안정해석(安定解析)에 있어서는 조위변동시(潮位變動時) 발생되는 과잉간극수압(過剩間隙水壓)과 불포화영역(不飽和領域)의 부간극수압(負間隙水壓)이 반드시 고려되어야 한다는 것을 이 논문에서 강조하고 있다. 이것들이 고려되었을 때 임계활동원은 조위(潮位)가 최저(最低)로 되었을 때 얻어지는 자유수면(自由水面)보다 아래에 존재하는 것 같다.

Assuming that tidal level is constantly changed with an amplitude of 10 meters and a cycle of 12 hours, the slope stability for a typical dyke is analysed. The variation of pore water pressure within the dyke during the tidal change is obtained using a computer program, FLUMP, which is incorporated with saturated-unsaturated and transient flow. The results show that the variation of free water surface and distribution of pore water pressure within the dyke during the tidal fluctuations can be clearly predicted with the computer program. When a tide is lowered to the minimum level, the predicted pressure head is higher than the level of the free water surface in some parts of the dyke; that is, excess pore water pressure is generated in a zone affected by the tidal change. Also an unsaturated zone which shows negative pore water pressure is temporally created when a tide is lowered. The shear strength of the zone can be predicted based on the proposal suggested by Fredlund et al. It is emphasized that the excess pore water pressure generated during tidal fluctuations and strength parameters for the unsaturated zone should be considered in analyzing the slope stability of dykes. When those are considered, the critical slip surface seems to be located below the free water surface obtained when a tide is at the lowest.