Slope Stability Analysis of New Gabion Wall System with Vegetation Base Materials for Stream Bank Stability and Rehabilitation

계안 복원을 위한 식생기반재 돌망태 옹벽의 계안 안정효과 분석

  • Choi, Hyung Tae (Department of Forest Conservation, Korea Forest Research Institute) ;
  • Jeong, Yong-Ho (Department of Forest Conservation, Korea Forest Research Institute) ;
  • Park, Jae-Hyeon (Department of Forest Resources, College of Life Science & Natural Resources, Gyeongnam National University of Science and Technology)
  • 최형태 (국립산림과학원 산림보전부) ;
  • 정용호 (국립산림과학원 산림보전부) ;
  • 박재현 (국립경남과학기술대학교 산림자원학과)
  • Published : 2012.03.31

Abstract

This study has conducted to develop new gabion wall systems with vegetation base materials for stream bank stability and rapid rehabilitation. Vegetation base materials are primarily compounded with fine soil, organic composts and peat moss as plant fibers, a water retainer and a soil improver. Normally gabion wall systems resist the lateral earth pressures or stream power by their own weight. Therefore, fill material must have suitable weight, compressive strength and durability to resist the loading, as well as the effects of water and weathering. In this project, 100 to 200-mm clean, hard stones are basically specified, and about 50-mm rubbles are also used. Test application of new gabion wall system carried out in the stream bank of a small stream in the Gwangreung experimental forest, belonging to Korea Forest Research Institute (KFRI) in December 16th, 2006. As a result of the analysis of hydraulic stability of new gabion wall system, gabion wall system has highest threshold shear stress when the gabion wall covered by vegetation. New gabion wall system is highly resistant to sliding and overturning because safety coefficients exceed 1.5. As a result of term of slope stability analysis of new gabion wall system by Bishop and Fellenius methods, stability of stream bank was highly increased after the construction of gabion wall. Therefore, new gabion wall system is effective to stabilize unstable stream bank.

본 연구는 산지계류의 자연친화적 복원을 위해 산지 계류 특성에 적합한 안정성과 구조를 가지면서 계안 보호 및 복원이 가능하도록 식생기반재 돌망태 공법을 개발하고, 개발 공법의 치수안정성, 생태계 구조 및 기능, 경관에 대한 모니터링을 통해 공법의 효능을 평가하는데 그 목적이 있다. 본 보에서는 개발된 계류복원을 위한 식생기 반재 돌망태 공법 중 식생기반재 돌망태 옹벽 공법의 사면안정효과를 중심으로 개발 공법의 효능을 정리, 보고하였다. 개발된 식생기반재 돌망태 옹벽의 표준형태는 배면이 수직인 사다리꼴 상자이며, 전면에 경사각 $60^{\circ}{\sim}65^{\circ}$의 비탈면을 조성하여 식생의 상향 생육이 가능하도록 조치하였다. 식생기반재 돌망태 옹벽의 수리학적 안정성 분석 결과 식생으로 피복되었을 때 가장 높은 한계전단응력을 가지는 것으로 나타났으며, 많은 유량에서도 안정된 계안보호효과를 발휘하는 것으로 분석되었다. 또한, 식생기반재 돌망태 옹벽의 활동 및 전도에 대한 안정 해석 결과 적정 안전계수 1.5를 훨씬 상회하는 것으로 나타나 본 연구에서 시공한 식생기반재 돌망태 옹벽은 활동 및 전도에 대한 안정성을 가지는 것으로 분석되었다.

Keywords

References

  1. 박재현, 정용호, 최형태. 2008. 식생기반재 돌망태를 이용한 임도비탈면 복원기술 개발 I. 한국환경복원녹화기술학회지 11(5): 92-103.
  2. 배상수, 윤동기, 임기석, 지홍기, 이순탁. 2002. 슬래그 채움재를 사용한 호안용 매트리스의 수리학적 특성. 대한토목학회 학술발표회 논문개요집. pp. 389.
  3. 서영민, 이승윤, 지홍기, 이순탁. 2004. Mattress/Filter에 의한 수변식생복원 Monitoring 시스템 운영기법. 대한토목학회 학술발표회논문개요집. pp. 4960-4963.
  4. 여운기, 이창연, 지홍기, 이승윤. 2004. Mattress/Filter에 의한 수중식생복원 효과분석. 대한상하수도학회.한국물 환경학회 공동 춘계학술발표회 논문개요집. pp. 641-644.
  5. 허창환, 이경욱, 배상수, 지홍기. 2002. 호안용 돌망태 매트리스의 수리학적 특성 연구. 한국농공학회지논문집 44(2): 81-98.
  6. Bishop, A.W. 1955. The Use of the Slip Circle in the Stability Analysis of Slopes. Geotechnique 5: 7-17. https://doi.org/10.1680/geot.1955.5.1.7
  7. Fellenius, W. 1936. Calculation of the Stability of Earth Dams. Proceedings of the Second Congress of Large Dams 4: 445-463.
  8. Gabbioni Maccaferri. 1994. 1894-1994 I cento anni dei gabbioni impiegati nelle opere di ripristino della del fiume Reno a monte della Chiusa di Casalecchio. pp. 1-15.
  9. Janbu, N. 1984. Applications of Composite Slip Surfaces for Stability Analysis. In Proceedings of the European Conference on the Stability of Earth Slopes, Stockholm 3: 39-43.
  10. Morgenstern, N.R. and Price, V.E. 1965. The Analysis of the Stability of General Slip Surfaces. Geotechnique 15: 79-93. https://doi.org/10.1680/geot.1965.15.1.79
  11. Motyka, J.M. and Welsby, J. 1986. A review of novel shore protection methods. Inspection of sea defences in Holland and Belgium, 17 to 21 September 1984. Hydraulics Research Limited Report No SR 6.
  12. Sarma, S.K. 1973. Stability Analysis of Embankments and Slopes. Geotechnique 23(3): 423-433. https://doi.org/10.1680/geot.1973.23.3.423
  13. Spencer, E. 1967. A Method of Analysis of Embankments assuming Parallel Interslice Forces. Geotechnique 17(1): 11-26. https://doi.org/10.1680/geot.1967.17.1.11
  14. Maynord, S.T. 1995. Gabion matress channel-protection design. Journal of Hydraulics Engineering, ASCE 121(7): 519-522. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1995)121:7(519)
  15. Whitman, R.V. and Bailey, W.A. 1967. Use of Computer for Slope Stability Analysis. Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division of ASCE 93(SM4). pp. 475-498.