수치해석을 이용한 하천제방 배수통문의 안정성 평가 연구

Numerical Studies for the Safety Estimation of Box-Culvert in Levee

본 연구에서는 하천제방 배수통문의 안정성 평가를 위하여 배수통문 설치에 따른 영향, 차수공 길이에 의한 영향, 배수통문 하부지반 투수성 저하에 따른 영향 등을 평가하고자 2차원 침투해석을 수행하였다. 해석결과 배수통문 설치에 따라 하천제방의 침투 및 사면안정성이 저하되며, 흥벽 및 선단 하부에 설치되는 차수공은 배수통문 주변의 다짐 불량 및 공동에 의해 발생되는 파이핑을 방지할 수 있으므로, 해수통문 설계 시 반드시 설치가 요구되며, 중앙부 차수공의 경우 제체 전체의 침투해석을 통하여 파이핑에 대한 안정성이 떨어지는 경우 차수벽의 개념으로 설치가 유도되어야 할 것으로 평가되었다. 한편, 하천제방 매수통문과 같은 하천구조물이 설치된 제방의 안정성 평가는 2차원 침투해석의 경우 주변 지반으로의 침투에 의한 포화영역의 소산을 고려하지 못하므로 합리적인 침투해석을 위해서는 주변 지반으로의 침투를 평가할 수 있는 3차원 침투해석에 의해 평가되어야 할 것으로 판단된다.

In this study, 2-D seepage analysis is conducted for the evaluation of Box-Culvert installation, Cut-off Wall Length, permeability reduction of soil under the Box-Culvert effects on Levee Box-Culvert safety. The result of analysis it is obtained that the safety of seepage and slope stability of levee is declined by the installation of Box-Culver. And also obtained that the piping from poor compaction and cavity around Box-Culvert Is Prevented by the Cut-off wall installation below breast wall and levee toe, so it is recommended that the Cut-off Wall below breast wall and levee toe must be installed. And the Cut-off Wall installed below levee center is considered when the safety of piping is declined for the whole levee section. On the other hand, for the realistic analysis it is recommended that the 3-D seepage analysis is more suitable for the safety evaluation of Box-Culvert installed levee when it is considered that the saturated field is dispersed to the ground.