Probabilistic Three-Dimensional Slope Stability Analysis on Logarithmic Spiral Failure

대수누선파양에 대한 확률론적 3차원 사면안정해석

This paper presents the probabilistic model to evaluate the three-dimensional stability of layered deposits and c-0 soil slopes. Rotational slides are assumed with a cylindroid control part terminated with plane ends. And the potential failure surfaces in this study are assumed with the logarithmic spiral curve refracted at boundary of layers. This model takes into consideration the spatial variabilities of soil properties and the uncertainties stemming from insufficient number of samples and the discrepancies between laboratory measured and in -situ values of shear strength parameters. From the probabilistic approxi mate method (FOSM and SOSM method), the mean and variance of safety factor are calculated, respectively. And the programs based on above models is developed and a case study is analysed in detail to study the sensitivity of results to variations in different parameters by using the programs developed in this study. On the basis of thin study the following conclusions could be stated : (1) The sensitivity analysis shown that the probability of failure is more sensitive to the uncertainty of the angle of internal friction than that of the cohesion, (2) The total 3-D proability of failure and the critical width of failure are significantly affected by total width of slope. It is found that the total 3-D probability of failure and the critical width of failure increase with increasing the slope width when seismic forces do not exist and the total 3-D probability of failure increases with increasing the slope width and the critical width of failure decreases when seismic intensity is relatively large, (3) A decrease in the safety factor (due to effect such as a rise in the mean ground water level, lower shear strength parameters, lower values for the correction factors, etc.) would result in reduction in the critical width of failure.

본 연구에서 경계가 불규칙하고 여러 토층으로 이루어진 자연과 인공 사면에 대한, 토층의 경계에서 굴절하는 대수나선곡선을 파괴면으로 가정한 신뢰도해석 모델을 개발하였다. 이 모델에서, 사면파괴토괴는 양 끝단이 수직평면으로 된 일정한 폭을 가진 Cylindroid로 가정하여 절편법을 적용하였고, 강도정수의 공간적인 변화, 불충분한 시료의 수에 의한 오차 그리고 실험실과 현장조건의 차이에서 오는 모델오차를 고려하여, FOSM 그리고 SOSM의 방법으로 신뢰도 지수를 구하여 파괴확률을 구하는 프로그램을 개발하였다. 이러한 연구를 기초로 다음의 결과를 얻었다: (1) 내부마찰각의 변동계수가 점착력의 변동계 수보다 민감하게 영향을 미침을 보여주었다. 따라서 대수나선파괴면의 사면안정해석에서 내부마 찰각의 불확실성이 사면안정에 더 큰 영향을 주므로 내부마찰각의 추정에 더 큰 주의를 기울여야할 것으로 사료된다. (2) 지진이 없을 경우에는, 사면폭이 증가함에 따라 전체 3차원파괴확률과 한계파괴폭은 증가하였으며, 지진이 있을 경우에는 전체 3차원파괴확률은 증가하였으나 한계 파괴폭은 전체 사면폭이 비교적 클 때, 진도가 커짐에 따라 급격히 감소하였다. (3) 지하수위는 높을수록, 전단강도와 수정계수는 작을수록 사면의 한계폭을 감소시키는 효과가 있다.