• 한국지반공학회논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.135-143
• /
• 2001

강우에 의한 잔류토에서의 얕은 사면파괴는 세계적으로 흔히 볼 수 있는 사면파괴의 형태이다. 본 연구에서는 침투가 사면 표면의 안정에 미치는 영향을 평가하기 위해 한계평형법을 이용하는 무한사면 해석법을 연구하였다. 재현기간에 따른 강우강도가 지속기간이 고려되는 임의의 강우에 의해 유발되는 얕은 사면파괴의 가능성을 평가하기 위해서 Green-Ampt 모델에 바탕을 둔 간략법들이 적용되었다. 간략법들에 의한 결과들과 비교하기 위하여 일련의 수치해석이 수행되었다. 그 결과에 의하면 적절하게 선택된 입력값을 사용하면 수정간략법이 더욱 엄밀한 해석법인 유한요소해석과 근사한 합리적인 결과를 줌을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제14권5호
• /
• pp.1137-1143
• /
• 1994

비포화 흐름에서 모세관 이력현상의 영향을 살펴보기 위하여 선행강우가 존재하는 지표면 경계조건하에서 이력현상을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대하여 종속변수가 모세관 압력수두인 Richards식을 수치해석하여 습윤전선의 전진 경향, 함수량 재분포현상, 침투율, 누가침투량 등을 비교 검토하였다. 비포화 흐름을 해석할 때 모세관 이력현상의 영향은 무시되어질 수 없고, 보다 정확한 비포화흐름의 해석은 이력현상을 고려함으로써 얻어질 수 있다. 만약 비포화 흐름을 해석할 때 이력현상을 고려할 수 없다면, 주마름곡선보다 주젖음곡선을 사용하는 것이 바람직하다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제35권10호
• /
• pp.17-31
• /
• 2019

본 연구에서는 강우로 인한 산사태와 토석류의 거동분석을 위한 연계해석기법이 제안되었다. 산사태 발생 위치 및 체적을 토석류의 초기 발생 위치 및 체적 조건으로 사용하고 강우-침투에 의해 형성된 습윤대에 의해 정의되는 하부 지반의 습윤 조건이 토석류에 의한 연행침식작용 분석에서 고려되어 강우-침투, 산사태, 토석류에 이르는 일련의 과정에 대하여 일관된 해석이 수행될 수 있도록 구성되었다. 본 연계해석기법은 지리정보시스템을 기반으로 광역적 분석이 가능하도록 구성되었다. 본 연계해석기법을 활용한 해석 결과와 기존 연구자들에 의해 보고된 관측 결과를 비교하여 해석기법에 대한 검증 및 적용성을 확인하였다. 그 결과 시간에 따른 토석류 전방 위치 및 토석류의 속도, 체적, 운동량 측면에서 해석과 실험 결과가 서로 유사하게 나타났으며, 복잡한 지형을 갖는 자연사면에 적용한 경우에도 해석결과와 관측 결과가 유사하게 나타나 합리적인 예측결과를 도출하였다. 최종적으로 강우에 의한 산사태-토석류 연계해석 결과를 관측값과 비교한 결과, 산사태 해석은 약 83%의 예측률을 보였으며, 토석류의 최종 체적은 관측값과의 오차가 관측값의 약 3%($871m^3$)로 매우 작게 나타났다. 본 연구에서 제안된 산사태-토석류 연계해석기법은 기존의 산사태와 토석류 흐름을 분리해서 분석하는 문제를 극복하였으며, 특히 강우에 의한 산사태뿐만 아니라 토석류에 의한 연행침식작용에 대한 강우의 영향을 분석할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.53-64
• /
• 2009

강우침투로 인하여 많은 사면이 붕괴되고 있다. 따라서 사면에 대한 최근 연구들은 강우가 유발하는 사면의 불안정성에 초점이 맞춰져 있으며 강우침투 문제는 중요한 사면붕괴 발생 요인으로 인식되고 있다. 강우가 사면 내부의 모관흡수력을 감소시키면서 사면 내부로 침투되며 심지어 지반특성에 따라 표층 근에서 양의 간극수압이 발생할 수도 있다. 이러한 현상은 사면 강도를 감소시켜 사면 붕괴를 유발할 수 있다. 국내 여러 공공기관에서는 지하수위가 표층 또는 밀정 깊이 내에 존재하도록 하여 사면의 포화상태를 가정하는 보수적인 사면 설계방안을 제시하였으나, 이러한 가정은 대부분 부적절하고 이를 만족시키기 위해 때로는 사면설계 단계에서 잘못된 지반물성이 사용되기도 한다. 본 논문에서는 실제 강우침투 현상을 고려하여 보다 합리적으로 사면의 안정성을 평가하는 기법이 제안되었다. 국내 풍화토에 대한 불포화 지반물성(강도, 함수특성곡선, 투수곡선)이 실험적으로 획득되었으며, 인공신경망 모델을 통해 간접적으로도 추정되었다. 또한 현장 계측자료의 불확실성을 보완하기 위하여 사면의 불안정성 평가기법에 대하여 결정론적 해석과 확률론적 해석에 기반한 실시간 사면 붕괴 경보 기준이 모니터링 시스템에 도입되었다. 이러한 사면안정성 평가기법은 사면 내부의 모관흡수력, 함수비와 같은 중요요소를 계측한 현장자료와 접목하여 강우에 따라 불안정해진 사면에 대한 조기 경보시스템으로 활용될 수 있다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신설비학회 2002년도 하계학술대회 및 세미나
• /
• pp.13-16
• /
• 2002

본 논문에서는 무한히 넓은 도체판에 폭이 좁은 슬롯이 있을 때 슬롯을 통하여 침투하는 침투전자파의 크기를 계산하고 침투 전자파의 저감방법을 검토하고 있다. 이론해석으로서는 슬롯 개구면의 전계분포에 관한 적분방정식을 유도하고 구분정현함수를 사용한 Galerkin 의 모멘트법으로 침투전자파의 크기를 계산하고 있다. 슬롯에 평면파가 입사할 때 침투 전자파를 저감시키기 위한 단락도체에 의해 개구면 전계분포가 제어되고 침투전자파의 크기가 감소된다는 것을 확인하고 있다.

• 지질공학
• /
• 제31권2호
• /
• pp.165-178
• /
• 2021

자연사면을 대상으로 강우에 따른 침투해석 및 사면안정해석을 통하여 사면토층의 흙-함수특성곡선(SWCC) 맞춤계수에 따른 안정성의 영향을 평가하였다. 연구 대상사면의 토질시료를 채취하여 토층의 물리적, 역학적 및 불포화 특성을 실험하였다. 현장조건의 흙-함수특성곡선(SWCC)의 맞춤계수 α 및 n을 변화시켜 침투해석을 통한 포화심도를 산정하였으며, 이를 고려하여 한계평형해석기법을 이용한 사면안정해석을 수행하였다. 강우에 의한 침투해석 결과에 따르면 맞춤계수 α가 감소함에 따라 토층 내 포화심도가 급격하게 증가하며, 전체 토층에 대한 포화시간도 짧아지는 것으로 나타났다. 그리고 포화심도를 고려한 사면안정해석결과에 의하면 맞춤계수 α가 감소함에 따라 사면안전율은 급격하게 감소하지만, 맞춤계수 n을 증가시키더라도 사면안전율의 변화는 매우 작은 것으로 나타났다. 따라서 강우침투로 인한 포화심도와 이를 고려한 사면안정성은 흙-함수특성곡선(SWCC)의 맞춤계수 α에 크게 영향을 받으며, 맞춤계수 n의 영향은 상대적으로 매우 작음을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권3호
• /
• pp.1017-1025
• /
• 2013

본 연구에서는 강우 침투에 의한 사면의 모관흡수력 분포특성을 분석하기 위하여 수리학적-역학적 특성을 고려한 동시연계해석을 수행하였다. 이를 위해, 국내 3가지 지역에서 채취한 풍화토를 대상으로 함수특성곡선(SWCC)을 산정하였으며, 이를 토대로 지반조건, 강우특성, 사면경사에 따른 모관흡수력의 변화를 관측하였다. 그 결과, 강우강도가 증가함에 따라 사면내의 모관흡수력은 급격히 감소하는 경향이 나타났으며, 사면 경사에는 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 또한 강우강도보다 포화투수계수가 작은 지반은 표층에서 포화가 쉽게 일어나는 것을 확인하였으며, 다층으로 존재하는 경우에도 사면표층 지반의 수리학적 특성이 모관흡수력 분포에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 지질공학
• /
• 제15권1호
• /
• pp.9-17
• /
• 2005

본 연구는 전라남도 장성군 일대의 석회암지대에서 강우로 인해 파괴된 절개사면을 대상으로 시료를 채취하여 물리적ㆍ역학적 특성을 파악하고 강우로 인한 사면 안정 해석을 통해 사면구배의 변화에 따른 안전율의 변화를 규명하였다. 연구지역 석회암 풍화토는 석영, 정장석, 깁사이트, 침철석 등으로 구성되어 있고 비중은 2.73, 통일분류상 SC에 해당되며 모암에서 풍화가 진행되면서 칼슘성분이 현저하게 감소하였다. 투수계 수는 2.56×10/sup -4/ cm/ sec 로서 실트 성 점토의 투수계수와 비슷한 값을 보였고 전단시험결과 불포화토에서 포화토로 변할수록 점착력은 3.0 t/㎡에서 0.72 t/㎡로 현저하게 줄어들며 내부마찰각 Φ 값도 감소하는 경향을 보였다. 강우로 인한 사면안정 해석시 강우강도를 고려한 침투심도를 구하는 것이 합리적이며 사면안정해석결과 침투심도가 클수록 사면의 안전율은 낮아져서 불안정하게 되고 침윤선을 고려한 절토사면의 최소안전율 1.5와 비교 시 강우를 고려한 석회암 풍화토의 절토사면 구배는 1 ： 1.2이상 되어야 안전율을 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 불포화토에서 포화토로 변할수록 점착력의 감소는 사면의 안전율감소에 많은 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.254-258
• /
• 2008

본 연구는 격자기반 운동파 강우유출모형 KIMSTORM(grid-based KIneMatic wave STOrm Runoff Model)의 기능을 개선하고 적용성을 평가하는 것이다. KIMSTORM은 김성준(1998)이 개발한 분포형 강우유출모형으로 포화상태의 지표흐름 및 토양수분상태의 시공간적인 분포를 파악할 수 있다. UNIX C++ 언어로 개발되었으며, GRASS 형태의 ASCII Grid를 입출력하도록 구성되어 있는 모형으로 UNIX 운영체제에서 구동이 가능하다. 그러나 UNIX와 GRASS는 최근에 많이 이용되지 않는 추세로 KIMSTORM 모형을 이용한 홍수유출해석이 적극적으로 활용되는데 주요 제약사항이 되어 왔다. 본 연구에서는 KIMSTORM을 윈도우즈 환경에서 운영될 수 있도록 FORTRAN 90을 이용하여 재개발하였으며 주요개선 사항으로, ESRI ASCII Grid 형태의 GIS(geographic information system) 자료 입력, 물리적 침투모의 방법인 GAML (Green-Ampt and Mein- Larson) 적용, 공간강우 입력가능, 정렬 알고리즘을 이용한 계산속도의 개선, 모형 자료입력 등 전처리 기능개선, 계산결과의 자동평가 및 분포도출력 등 후처리 방식개선으로 요약할 수 있다. 개선된 모형 GAML에 의한 침투방법을 적용하여, 남강댐유역($2,293\;km^2$)의 6개 강우사상을 대상으로 결정계수, Nash & Sutcliffe 모형효율계수, 용적편차, 첨두유량의 상대오차, 첨두시간의 절대오차를 이용하여 적용성을 평가하였으며, 민감도분석결과 초기토양수분조건과 하천조도계수가 가장 큰 민감도를 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제8권5호
• /
• pp.57-65
• /
• 2007

국내의 사면붕괴는 대부분 우기 또는 해빙기에 집중적으로 되고 있는 실정이며, 이에 따라 최근의 강우시 토사사면의 설계기준은 보수적인 관점에서 지표면에 지하수를 위치시켜 놓고 사면안정성을 평가하고 있어 설계자의 관점에서 볼 때 지나치게 보수적인 경향이 있다. 그러나 강우시 토사사면을 합리적으로 설계하기 위해서는 강우조건 및 토사사면의 불포화 특성을 고려하여야 하며 이를 위해서는 토사사면의 불포화 특성을 파악하기 위한 실내시험 및 강우조건에 따른 침투류 해석 등이 수행되어야 하는 어려움이 있어 보수적인 관점에서 기존의 설계기준에 따라 토사사면의 설계가 이루어지고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 별도의 침투류 해석 없이 강우시 토사사면의 불포화 특성을 고려한 간편 설계법을 제안하고자 하며, 이에 대한 검증으로 실제 붕괴된 토사사면을 대상으로 현행 설계기준에 의한 설계방법과 침투류 해석에 의한 설계방법에 대한 비교연구를 수행하였다. 비교검증 결과 현행 설계방법은 지나치게 보수적인 설계방법임을 확인하였으며, 본 연구의 간편 설계법이 강우시 토사사면의 안정성을 평가하는데 있어서 현행 설계방법에 비해 합리적인 것을 알 수 있었다.