Evaluation of Planar Failure Probability for Rock Slope Based on Random Properties of Discontinuities

Random properties of discontinuities were attributed to the limitation of test methods and lack of obtained data. Therefore, the uncertainties are pervasive and inevitable in rock slope engineering as well as other geotechnical engineering fields. The probabilistic analysis has been proposed to deal properly with the uncertainty. However, previous probabilistic approaches do not take account of the condition of kinematic instability but consider only kinetic instability. In this study, in order to overcome the limitation of the previous studies, the geometric characteristics as well as the shear strength characteristics in discontinuities are taken account into the probabilistic analysis. Then, the new approach to evaluate the probability of failure is suggested. The results of the deterministic analysis which was carried out to compare with the result of the probabilistic analysis, are somewhat different from those of the probabilistic approach. This is because the selected and used data in the deterministic approach do not take account of the random properties of discontinuities.

불연속면의 확률특성을 고려한 암반사면의 평면파괴확률 산정

불연속면의 확률특성은 불연속면의 생성이 자연적인 현상에 의해 이루어 졌으며 불연속면의 특성을 파악하기 위한 시험이나 자료 획득의 기술적인 제약, 획득 가능한 자료 양의 제약에 기인한다. 따라서 다른 지반공학분야와 마찬가지로 암반사면해석에서도 불확실성이 필연적으로 개입되며 이러한 불확실성을 효과적으로 다루기 위한 방법으로 확률론적 해석방법이 제안되었다. 그러나 현재까지 제안된 암반사면의 확률론적 해석기 법은 대개 운동학적인 분석이 제외된 상태에서 동역학적인 분석 즉, 불연속면의 방향성이 가지는 분산을 고려하지 않고 전단강도의 분산 상태만 고려한 분석이 수행되어왔다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 보완할 수 있도록 불연속면의 기하학적인 특성과 전단 강도 특성 모두의 확률특성을 고려하여 운동학적인 파괴 가능성과 동역학적인 파괴 가능성으로 구분하여 파괴 확률을 산정하였다. 확률론적 해석 방법과의 비교를 위해 획득한 결정론적인 해석에 의한 결과는 일부 확률론적인 해석결과 와 차이를 보이고 있으며 이는 결정론적인 해석을 위해 선택된 자료의 대표값들이 자료들의 분산에 의해 대표성을 보이지 못하고 있기 때문인 것으로 보인다. 따라서 결정론적 해석 기법을 이용하여 사면의 안정성을 분석하기 위하여서는 자료의 대표값 선정에 신중을 기해야 하며 확률론적 해석기법을 보완적으로 사용하는 것이 오류를 줄일 수 있는 방법 중의 하나로 판단된다.