• 지질공학
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• 제17권2호
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• pp.253-261
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• 2007

집중강우에 의해 주로 발생되는 절토사면 붕괴는 인적, 물적 피해를 초래한다. 한국건설기술연구원은 예방 수단으로서 위험사면을 집중관리하고 있다. 지속적인 사면관리에도 불구하고 지구환경의 변화로 절토사면의 붕괴발생 빈도는 점차적으로 증가하고 있다. 이에 대책공법 적용이 어려운 절토사면에 대하여 상시계측시스템을 설치하고 있다. 상시계측시스템의 운용은 대인 대물 피해에 대한 조치로서 활용될 수 있으나, 강우시 절토사면의 붕괴 징후를 인지하더라도 관리자가 현장관리 작업을 수행함에 있어서 시공간적 제약으로 인한 한계가 있다. 낙석신호등은 상시계측시스템을 통하여 사면 위험 징후가 발견될 시, 도로이용자에게 낙석발생에 대한 위험을 주지시키고, 붕괴시 도로관리자의 현장 도착 전까지 자동적으로 또는 수동적으로 도로를 차단시킴으로서 사면붕괴에 의한 피해를 예방하는 관리시스템의 일종이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.50-50
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• 2019

최근 국지성 호우 및 하천 제방의 노후화로 인한 제방 붕괴 피해가 빈번히 발생하면서 제방의 안정성 및 표면 보강을 위한 다양한 연구가 시도되고 있다. 본 연구에서는 제방 붕괴에 따른 피해 최소화 및 대책을 수립하기 위한 방법으로 시멘트와 같은 지구온난화를 야기시키는 물질이 아닌 친환경 신소재 바이오폴리머를 흙과 혼합한 재료를 활용하여 제방의 내구성을 강화하기 위한 연구가 수행되고 있다. 이에 안동하천실증연구센터에서는 현장토를 사용하여 높이 1 m, 폭 3 m, 사면경사 1 : 2, 총 길이 5 m 의 중규모 제방모형을 제작하였으며, 공동연구기관인 카이스트에서 개발된 바이오폴리머와 흙을 적정 비율로 혼합한 바이오-소일을 제방 전면에 일정 두께로 피복하여 월류 발생에 따른 제방 안정성 평가 실험을 수행하였다. 1차 실험은 흙 제방 조건이며, 2 3차 실험은 제방 표면에 5 cm 두께로 신소재가 피복된 조건으로 안정된 결과 도출을 위해 반복 실험을 수행하였다. 제방 천단면 및 사면에서의 유속분포를 측정하기 위해 드론 및 비디오카메라를 활용한 LSPIV 기법을 적용하여 실험조건에 따른 표면유속과 월류 흐름이 제방 붕괴에 미치는 영향에 대해 비교분석하였다. 또한 그래픽 소프트웨어를 이용한 픽셀기반 영상분석 기법을 적용하여 시간에 따른 제방사면의 붕괴면적을 산정하여 신소재 피복에 따른 붕괴 지연효과 분석을 통한 신소재 활용 제방의 현장 적용가능성 및 안정성을 평가하였다. 본 연구결과, 흙 제방의 경우 월류 흐름 발생 직후 침식현상이 전개되어 유속분포가 집중되고 있었으며, 이후 발생하는 강한 수직흐름으로 인해 입자추적을 통한 분석이 더 이상 불가능하였다. 신소재 제방의 경우 월류 흐름 발생 직후 침식은 발생하지 않았으며 일정시간동안 유속분포가 유지되었다. 지속적인 월류 흐름으로 인해 제방 끝단에서 침식이 발생하였으며 이때 최대 유속은 3.3 m/s 로 나타났다. 또한 픽셀기반 분석을 통해 30초 단위로 표면손실률을 산정한 결과, 신소재 활용 제방(2, 3차)의 경우 같은 실험조건에도 불구하고 최종 붕괴시간은 약 3배의 차이를 보였으며, 양생 과정에서의 크랙 발생을 최소화한다면 월류 발생 시 상당한 붕괴지연효과가 있는 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.210-211
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• 2018

일반적인 댐 붕괴 시뮬레이션은 개수로 등 범람원을 대상으로 시뮬레이션 및 해석이 이루어졌다. 그러나 지속적인 이상기온 등으로 인하여 해안가 및 해양에서도 쓰나미 혹은 해일과 같은 규모가 큰 파가 발생하고 이에 따른 피해가 발생하고 있다. 규모가 크며 격렬한 파는 일반적인 전산유체역학 방식으로 해석이 가능은 하지만 자유표면의 대-변형 및 쇄파 등에 의한 비선형성의 시뮬레이션은 격자라는 한계에 의해 제한적으로 사용되어졌다. 이에 라그란지안 접근법을 이용한 입자법을 도입하여 댐 붕괴와 같은 격렬한 자유표면의 변동을 포함한 문제를 재현하였으며, 이러현 격렬한 파동에 의한 바닦면의 교란을 시뮬레이션 하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권4호
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• pp.289-299
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• 2008

화강풍화암 및 풍화토층 깍기 비탈면의 붕괴 원인 분석을 위해 수행한 안정성 검토 사례를 통해 화강암을 모암으로 하는 지역에 폭넓게 분포하는 화강풍화암 및 풍화토 깍기 비탈면 설계 시 유념해야 할 사항들을 살펴보았다. 지질 및 지반 조사를 통한 지반특성 파악하였으며 한계평형해석 및 수치해석을 통한 안전율 검토, 강우 및 파괴 이력 비교 분석 등 일련의과정을 비탈면 안정성 검토를 위해 수행하였다. 대상 지역 깍기 비탈면의 안정성 검토 결과로서 비탈면의 붕괴 원인은 주로 집중 강우 시 지반조건상 연약한 상부 지반에서의 전단강도 감소에 기인함을 알 수 있었다. 또한, 지하수 유입 경로와도 밀접한 관련이 있는 것으로 분석되었으며, 이를 기초로 비탈면의 안정화를 위한 대책공을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권8호
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• pp.83-93
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• 2010

본 연구는 천매암지역에서 발생한 보강토옹벽 및 배후비탈면 붕괴사고에 대한 응급복구, 원인규명 및 보강대책을 마련하는 데에 그 목적이 있다. 연구대상현장은 암반내 층리, 엽리, 절리 그리고 습곡 등과 같은 암반불연속면이 발달해 쉽게 부스러지며 풍화에 민감한 천매암질 지반으로써 보강토옹벽 등과 같은 구조물의 붕괴가 유리한 지반으로 구성되어 있다. 이러한 천매암지반에서의 보강토옹벽의 과변위와 배후 비탈면의 붕괴에 대한 응급복구로써 보강토옹벽의 전면에 압성토를 실시하였고, 압성토 실시후 추가적인 변위는 발생하지 않았다. 원인규명과 장기적인 보강대책 마련을 위해 실시한 시추조사와 물리탐사에서 예상파괴구간의 범위를 파악할 수 있었고 이를 통해 비탈면의 붕괴원인의 내적 외적 요인을 구명할 수 있었다. 이와 더불어 실시한 수치해석을 통해 몇 가지의 보강대책을 제시하였다. 천매암지반과 같은 복잡한 불연속면을 가지는 지질 조건에서 주요 구조물 설계 및 시공시 정밀한 지반조사를 실시해야하며 구조물 시공시 주기적인 계측을 실시하여 과변위에 대한 즉각적인 조처를 취해야 할 것이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.129-138
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• 2019

본 연구에서는 모니터링이 가능한 나선형 철근 록볼트 센서와 GFRP 록볼트 센서를 대형 모형사면에 매설하여 사면붕괴 현장실험을 수행하고 개별요소법 및 유한요소법의 수치해석을 수행한 후 사면붕괴 초기에 발생하는 비탈면의 거동 특성을 분석하였다. 또한, 현장실험과 수치해석 결과를 비교·분석하고 나선형 철근 록볼트 센서와 GFRP 록볼트 센서의 암반 사면붕괴 모니터링으로 현장 적용성에 대해 고찰하였다. 본 연구를 통해 스마트 사면 붕괴 예·경보 시스템을 개발하였으며 향후 이 시스템은 산사태 및 지반 붕괴 전조정보를 사전에 감지하여 붕괴위험 지역에 거주하는 주민들의 원활한 대피를 유도하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권11호
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• pp.5-12
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• 2014

사면은 건설된 후에도 집중강우나 지진, 풍화 등 외부요인으로 인해 파괴가 발생할 수 있기 때문에, 사면의 안정적 유지관리를 위해서는 사면 붕괴의 가능성을 파악하는 것이 필요하다. 특히 암반사면은 암석의 취성적인 특성으로 인해 변위 계측 등과 같은 일반적인 방법으로는 파괴발생이전에 사전징후를 감지하기 매우 어렵다. 그러나 AE 기법을 사면에 적용한다면 변위가 발생하기 전에 파괴 시 발생된 AE 신호를 분석함으로써 일반적인 계측 방법보다 초기에 상태파악이 가능할 것이다. 본 논문에서는 한국의 암반사면 중 붕괴 이력을 가지고 있는 사면에 AE 기법을 적용하여 사면붕괴 가능성을 파악하였다. 그 결과 붕괴위험이 있는 사면에 AE 기법을 적용하면 사면의 위치별 붕괴 가능성을 가능할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제24권1호
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• pp.137-146
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• 2014

연구지역의 지질은 흑색천매암, 석회암 및 함역천매암과 중생대 관입안인 흑운모화강암과 석영반암으로 구성되어 있다. 이 중 흑색천매암이 분포하는 구간에서 건설 중인 도로 사면에서 절토사면 현황도(face map)를 4월부터 6월까지 3개월간 작성하였으며 이때 탄질슬레이트 분포지 부근을 포함 사면 내에는 3-4개소에서 사면붕괴와 산 정상부에는 최고 3 m의 변위를 보이며 움직이고 있음이 확인 되었다. 사면 붕괴의 원인은 엽리 및 단층 등의 불연속면의 경사방향이 사면의 경사방향과 일치하는 곳에서 붕괴가 발생하였고 탄질 슬레이트는 빗물을 머금을 때 팽창성을 가짐도 붕괴가 일어나는 원인이다. 반면 본 사면의 도로 맞은편 사면에서는 같은 암상 및 지질구조 조건을 가지고 있으나 엽리 및 불연속면들의 경사 방향이 사면의 경사 방향과 반대방향이므로 안정된 사면을 유지하고 있다. 사면의 붕괴가 일어난 곳에서 안정화를 위해 절개 후 복구(cut and cover) 방법으로 도로의 양쪽 사면 사이 도로 상에 터널 구조물을 설치하여 절개식 터널(cut and cover tunnel)을 시공하였으며 시공 후 사면은 안정화 되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 추계 학술발표회
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• pp.632-639
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• 2006

최근 들어 집중호우 등으로 인해 빈번해진 비탈면의 붕괴를 억지하기 위하여 비탈면 안정화기술이 급속하게 발전하고 있다. 특히 최근에는 신기술제도의 도입으로 비탈면 안정화를 위한 보강기술의 발전이 두드러지고 있다. 비탈면의 안정화를 위해서는 보강기술의 개발뿐만 아니라, 설계기준이나 설계기술, 유지관리기술, 예측기술 등 다양한 분야의 기술개발이 이루어져야 함에도, 최근 진행되고 있는 연구분야의 노력은 보강기술분야로 치우쳐 있는 실정이다. 이러한 관점에서 비탈면의 안정화를 위한 노력은 각 부분에서 균형적으로 비탈면의 안정화를 도모할 수 있는 기술개발 방향이 설정될 필요가 있다. 본고에서는 향후의 비탈면 안정화 기술 개발 방향 설정에 도움이 될 수 있도록 비탈면 안정화기술의 최근 동향을 파악하고, 비탈면의 안정화를 위하여 개선 및 개발되어야 할 필요가 있는 분야를 소개하고자 한다.

• 지구물리
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• 제5권2호
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• pp.111-129
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• 2002

일반적으로 사면에 대한 조사방법은 지표지질조사를 실시하여 불연속면의 정보를 획득하는 것이 보편화 된 방법이나 제한된 영역의 정보만을 획득하게 되는 문제점을 가지게 된다. 절취사면에서 활동면 또는 활동가능한 연약한 파쇄대를 추정하는 방법으로 토모그래피, 전기비저항탐사, 탄성파 탐사와 같은 지구물리탐사 방법을 이용하나 최근에 사용된 카메라 장치를 이용하는 방법은 시추공벽의 화상을 촬영하여 직접 육안으로 확인 할 수 있는 방법으로 다른 방법들에 비해 보다 확실히 활동가능면을 찾아낼 수 있는 방법이라고 생각된다. 본 논문에서는 고속도로 현장에서 붕괴가 발생한 사면의 붕괴원인과 활동면을 추정하고 굴착이 되지 않은 대절토 사면의 활동가능성을 예측하기 위해 시추조사를 실시한 후 BIPS(Borehole Image Processing System) 장비를 도입하여 사면내의 활동가능성 예측 및 불연속면 방향에 대한 정보를 획득하여 굴착시의 사면안정 문제를 예견해 보았다. 붕괴가 발생된 사면에서는 활동가능성이 있는 점토층을 확인할 수 있었으며 굴착되지 않은 사면에서는 주절리군의 발달방향이 사면방향으로 경사져 활동가능성이 매우 클 것으로 예상되어 사면에 대한 안정대책을 제시하였다. 특히, 굴착되지 않은 절토사면은 굴착 후에 안정성을 확보하기 위한 사면경사 완화방안은 지형이 급경사를 형성하여 100m 이상의 장대면을 형성하므로 사면을 앵커로 보강하는 방안 및 절토구간을 터널로 변경하는 방안을 제안하였다.