999번 지방도로 경상북도 안동시 위리 지역의 사면 변형 및 안정성 분석

Analysis of Deformation and Stability of Slope at the Wiri Region of Local Road 999 Nearby Andong, Gyeongsangbukdo in Korea.

경상북도 안동시 임동면에 위치한 999번 지방도로 위리 지역에 고개 마루를 절취하여 도로 개설공사를 시행한 후, 강우량이 많을 때 산측이 침하하고 도로가 융기하는 등 사면이 불안정하게 활동하였다. 이 연구에서는 위리 지역의 변형 발생의 원인을 분석하고, 수치해석을 통하여 연구지역 사면의 안정성을 평가하였다. 연구지역은 백악기 셰일, 이암 및 사암으로 구성되어 있으며, 북북서 및 북북동 방향의 두 개의 단층이 분포하고 있다. 사면의 변형은 지하수위의 증가에 따른 단층 점토의 전단강도 감소, 간극수압의 증가, 단위중량의 증가 등으로 인하여 단층을 따라 사면이 이동하면서 발생하며, 위의 여러 요인 중에서 단층 점토의 전단강도 감소가 사면의 변형에 가장 큰 요인으로 밝혀졌다. 사면의 안정성 및 변형정도를 파악하기 위하여 사면에 8개의 단면을 설정한 후 한계평형법, 유한 요소법 및 유한 차분법을 이용하여 해석을 실시하였다. 해석 결과, 지하수위가 단층면 아래에 분포할 때 안전율은 1.7 이상이지만, 지하수위가 지표면까지 상승하면 안전율은 1.0 이하로 감소하고, 15~30cm의 변위가 발생하는 것으로 해석되어 위리 지역에 발생한 변형과 거의 유사한 결과를 보여준다. 안정화 공사가 끝난 현재에는 지하수위가 지표면에 도달하여도 각 단면의 안전율은 2.4 이상이고 2.8cm이하의 변위가 발생하여, 이 지역의 사면은 매우 안정한 것으로 판단된다.

Heaving of road and subsidence of slope took place at the Wiri region of the local highway 999 in Gyeongsangbukdo, Korea after heavy rain in the next year of construction. Although the state government had performed remedial treatments by reducing the angle and the height of the slope, deformation had never stopped. Therefore, we have preformed the analysis of deformation and stabilityof the slope. Study area consists of the Cretaceous shale, siltstone and sandstone and two faults are found. The major deformation occurred by sliding of rock mass along faults after heavy rain because not only thepore pressure at the fault plane and the unit weight of sliding mass increased, but did the shearstrength of saturated fault clay become very low. The decrease in shear strength of saturated fault clayis the major factor among the reasons for deformation. Numerical simulations using limit equilibriummodel, finite difference model and finite element model were performed for eight cross sections.Although safety factors are above 1.7 during the dry season, they become below 1.0 when groundwaterlevel raises to surface. The maximum displacement is about 15-3Ocm. However, safety factors increasedto above 2.4 and the maximum displacement is below 2.08cm after remedial treatment, Indicating thatthe slope becomes stable.