• 한국지반공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.5-15
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• 2017

3힌지파괴(three-hinge failure)는 비탈면 방향과 평행한 절리와 그에 직교하는 절리로 구성된 암반비탈면에서 발생한다. 비탈면 설계 시 일반적으로 쓰이는 한계평형법과 유한요소법은 이러한 암반비탈면 내 3힌지파괴를 모사하기에는 어려움이 따른다. 따라서 본 연구에서는 3힌지파괴를 모사하기 위해 2차원 DEM 해석프로그램인 UDEC을 이용하여 풋월 비탈면에서 흔히 발생되는 3힌지파괴의 메커니즘 및 안정성에 미치는 영향 인자에 대하여 매개변수 분석을 연구하였다. 매개변수 분석은 암반절리(층면절리, 공액절리 등)의 구조 및 지하수위 조건 등을 변경하여 수행하였다. 수치해석 결과, 3힌지파괴를 유발하는 인자 중 지하수위의 영향이 가장 큰 것으로 나타났으며, 층면절리 및 기저부절리의 마찰각 변화에 따라 안전율과 파괴 형태가 다르게 나타나는 것으로 분석되었다. 본 연구결과를 통해 비탈면 보강을 포함한 풋월 비탈면의 최적설계 및 시공에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.27-35
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• 2016

비탈면 안정해석 기법과 유지관리를 위한 계측자료 해석기법은 다양하게 제시되어 있지만 두 기법을 연계할 수 있는 방안은 제시되지 않았다. 본 연구에서는 진행성 파괴에 대한 비탈면 안정해석과 계측기반의 유지관리를 통합할 수 있는 해석기법을 제안하였다. 시간 열화에 의한 비탈면의 붕괴과정은 강도감소계수를 적용한 지반강도정수를 이용하여 정량화하고, 비탈면 붕괴 시 까지의 안전율과 파괴범위를 산정하였다. 변위는 누적 변위 곡선과 변위 속도 곡선, 변위 역속도 곡선으로 정량화하여 유지관리 기법과 연계하였다. 제안된 절차로 해석을 수행한 결과, 누적 변위 곡선을 이용한 비탈면의 파괴모델은 기존 연구와 동일하게 3차 다항모델로 산정되었다. 붕괴 시점 예측에 적용되는 변위 역속도의 취성재료에서는 1차 직선식, 연성재료에서는 3차 다항식으로 감소되어 Fukuzono(1985)의 제안식과 일치하였으며 붕괴사례와도 유사한 거동을 나타내었다.

• 지질공학
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• 제34권3호
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• pp.447-457
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• 2024

연구 대상은 신생대 제3기 현무암 지층과 단층 및 파쇄대가 다수 발달하고 있는 절취 암반 비탈면으로서 법면의 주향이 다양하게 변하는 원추형 형상을 나타낸다. 비탈면 내 불연속면은 단층과 단층대 및 파쇄대, 전단절리 및 인장절리가 발달하며, 구간별로 파괴의 유형과 규모는 비탈면 및 불연속면의 배향에 따라 다양하며, 평면파괴와 쐐기파괴가 우세하다. 비탈면 현황도 자료 및 비탈면 암반분류(slope mass rating, SMR), 암석의 물성 및 역학시험, 평사투영법, 지질횡단면도 분석 및 한계평형해석 등을 검토한 결과, 3개의 대표 단면 모두 허용 안전율 미달로 대책공법이 요구되었다. 안전성, 경제성, 시공성 등을 고려한 비탈면 안정성을 위해서는 사면구배완화공법과 함께 녹생토 표면처리 공법 및 낙석방지책 설치를 대책공법의 최적 방안으로 제시하며 적용 후의 비탈면 안전율은 모두 허용안전율 이상이었다. 비탈면 현황도 및 비탈면에 대해 수직인 여러 대표 구간의 지질횡단면도 작성, 대표단면으로 지질횡단면을 이용하여 한계평형 해석 및 대책공법에 대한 제시는 비탈면 3차원 해석과 안정성 검토에 관해 주요한 방법이 될 것으로 생각된다. 원추형 비탈면과 같이 주향이 다양하게 변화하는 경우는 다수의 지질횡단면도 작성이 필요하며, 한계평형해석을 위한 대표 단면은 구간별로 지질횡단면도를 기본도면으로 설정해야 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권12호
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• pp.19-25
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• 2010

기초조사란 위험비탈면에 실시하는 정밀조사와는 달리 비탈면의 현황을 파악하고자 실시한다. 과거 기초조사자료를 토대로 하여 전국 국도변에 분포하고 있는 비탈면의 일반현황을 분석하였다. 또한 비탈면 일반 현황과 붕괴가 발생한 비탈면에 대한 비교분석을 통하여 유지관리 시 중요한 사항에 대하여 연구를 수행하였다. 10년 전 붕괴가 발생된 자료와 현재 붕괴된 자료를 통하여 비탈면 파괴 유형 및 대책공법의 적용에 대한 변화 추이를 분석하였다. 추후 원인별 붕괴형태 분석 및 대책공법과의 연관성을 연구하려 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.659-665
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• 2016

풋월 비탈면 설계 시 해석시간이 짧고, 간편하여 한계평형법을 주로 이용하였으나, 쟁기형태파괴를 모사하기에는 어려움이 따른다. 따라서, 본 연구에서는 2차원 DEM (Distinct Element Method) 해석프로그램인 UDEC을 이용해 수치해석을 수행하여 풋월 비탈면에서 발생되는 쟁기형태파괴에 미치는 영향인자를 분석하였다. 매개변수분석은 암반절리(층면절리, 공액절리, 비탈면의 하단에 위치한 절리)의 구조 및 암반절리상태 등을 변경하여 수행하였으며, 비탈면의 안전율은 강도감소법(Strength Reduction Method)을 이용하여 산정하였다. 수치해석 결과를 통해 쟁기형태파괴는 공액절리(conjugate joint)의 경사각에 주로 의존하고 있음을 확인할 수 있었으며, 층리의 한계간격 및 슬래브의 한계길이가 공액절리의 경사각에 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구결과는 비탈면 보강을 포함한 풋월 비탈면의 최적설계 및 시공에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제22권1호
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• pp.83-94
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• 2012

산악지와 하천지에 위치하는 도로에는 도로 상부와 하부에 모두 비탈면이 조성된 경우가 많다. 북실지구는 도로 하부에 조성된 깎기비탈면으로서 2010년 10월 붕괴가 발생하였다. 정밀 현장조사 결과, 본 비탈면의 붕괴 원인은 도로 상부비탈면 계곡수의 배수 불량과 도로 표면수의 직접적 유입 등인 것으로 판단된다. 이는 층리 발달과 같은 지반 내적 요인과 복합적으로 작용하여 붕괴를 촉진시켰을 가능성이 높다. 평사투영해석 결과 평면파괴, 쐐기파괴, 전도파괴의 가능성이 인지되었다. 한계평형해석을 통한 안전율 산출 결과 우기시 평면파괴 및 쐐기파괴 안전율이 기준치에 미달되었다. 북실지구의 지형요소를 이용한 습윤지수 분석 결과, 9~10.5로 주변지역에 비하여 높은 값을 가지므로 유수의 영향이 집중되었던 것으로 판단된다. 북실지구 비탈면 안정성 확보에는 도로 상부에서 발생하는 유수 제어가 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.668-668
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• 2012

제방 비탈면 보호방법 중에서 식생매트를 사용하는 방법은 제방의 보호와 함께 자연친화적이면서 생태계의 보전 측면에서 유리하고 이와 아울러 심미적 효과와 비용의 적절성 등의 요건을 만족하기 때문에 최근 국내 자연형 하천정비에서는 다양한 종류의 식생매트들이 빈번히 사용되고 있다. 하지만 식생매트로 인한 제방의 비탈면 보호 효과에 대해서는 아직까지 정성적으로 분석된 예가 미흡하여 이에 관한 연구가 시급히 요구되고 있는 실정이다. 비탈면을 보호하는 비탈덮기는 생태계와 경관 등의 고려도 중요하지만 그보다 먼저 유수에 의한 파괴가 발생하지 않아야 한다. 따라서 제방의 비탈면 보호 효과가 다른 재료에 비해 상대적으로 취약할 수 밖에 없는 식생매트의 경우 적용범위와 한계를 명확히 하여야 잘못된 적용으로 인한 재해를 막을수 있을 것이다. 근래 들어 지역을 가리지 않는 국지성 폭우로 인한 홍수가 점차로 확대되고 있는 국내 상황을 고려할 때에도 식생매트의 한계와 적용범위의 결정은 매우 중요하다. 본 연구에서는 한국건설기술연구원 안동 하천실험센터 호안블록 시험구간에서 하류 10m 지점에서 시작하는 20m 구간에 두 종류의 식생매트를 교대로 설치하여 각각의 식생매트에 관한 파괴실험을 수행하였다. 두 종류의 식생매트 모두 코코넛 섬유를 원료로 사용하는 제품이며, 식생매트의 파괴 실험은 식생활착 이전의 상황을 재현하여 수행하였다. 이는 통상적으로 식생 활착 이전의 식생매트가 제방 비탈면을 보호하는 효과가 현저히 떨어지는 단점을 가지고 있기 때문에 이에 맞추어 본 실험에서는 식생매트의 자체의 단점과 한계를 파악하는 것을 목적으로 하였다. 실험 결과 두 종류의 식생매트는 모두 침수시 부력으로 인한 부유 현상과 식생매트 틈세 흐름으로 인한 기반층의 세굴 현상을 발견할 수 있었으며, 이러한 상황에서 식생매트를 고정하는 앵커가 매우 중요한 역할을 한다는 것을 발견할 수 있었다. 식생매트가 기반 토층에서 분리되어 파괴가 발생하는 유량조건은 각각 식생매트에 따라 서로 다르게 나타났는데, 이 또한 매트를 고정하는 앵커의 특성 때문인 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.139-152
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• 2018

본 연구에서는 경상분지 퇴적암지대 특히 양산단층대(일광동래단층대) 구간 퇴적암 비탈면에서 도로 시공 시 불연속면(층리)에서 발생된 파괴사례를 분석하였다. 이 지역의 경우 다른 지역에 비해 시공 중 비탈면파괴 사례가 유독 많이 발생된 지역이다. 노출된 파괴 비탈면에 대한 Face Mapping 작성 후 한계평형법에 의한 역해석을 통해 불연속면(층리)의 전단강도 파라미터를 산정하였다. 분석 결과 이 지역 불연속면(층리면) 비탈면 경우 기존 설계 전단강도 파라미터 값 및 문헌제시 값과 비교했을 때 상당히 작게 산정되는 것으로 나타났다. 이것은 층리면에 존재하는 잔존물과 지하수의 유출 등에 의한 영향으로 볼 수 있는데, 특히 점토와 같은 풍화잔존물이 불연속면의 전단강도에 감소에 영향을 미친 것으로 판단된다. 그리고 마찰각은 층리면각과 서로 비례하는 경향을 보여 두 변수사이에 관계식을 제시하였다. 이 식을 이용하여 노출된 층리면각을 알면 쉽게 전단강도 마찰각을 손쉽게 산정할 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.51-57
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• 2007

강우시의 비탈면 설계에서는 강우특성변화에 따라 지하수위가 지표면에 위치하는 것으로 가정한다. 또한, 안정성 검토는 비탈면 설계시 대절토 비탈면을 대상으로 수행하는 반면, 안정성 검토가 수행되지 않는 비탈면에 대해서는 설계기준에 규정된 표준 경사가 적용된다. 강화된 지하수위 적용기준에도 불구하고 강우시 비탈면의 규모와 관계없이 비탈면 붕괴가 지속적으로 발생되고 있다. 붕괴원인을 조사하기 위하여 본 연구에서는 지반 조건별로 건기시와 우기시에 대하여 국내 시방기준에서 제안하고 있는 토사 비탈면의 표준경사에 대하여 안정성을 검토하였다. 시방기준에서 제시된 비탈면 표준경사는 건기시나 우기시 모두 안정해야 함에도 불구하고, 검토 결과는 많은 경우에서 기준 안전율이 얻어지지 않는 것으로 나타났다. 건기시의 경우는 전체 검토대상 조건에 대하여 약 50% 이상, 우기시의 경우 약 65% 이상이 기준 안전율을 만족하지 못하였다. 이러한 결과를 바탕으로 본 논문은 현 설계기준의 문제점을 지적하고 대책수립을 위한 방안을 제안하고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.25-34
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• 2011

비탈면의 계측은 현장 접근성이 떨어지고 장기적인 계측이 어려워 이론적이거나 경험에 의존하는 것이 일반적이기 때문에 재난, 재해에 대한 조짐을 예측하기란 매우 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 비탈면의 붕괴를 예측하는 효과적인 방법과 현장 적용성에 대한 내용을 실험적 연구를 실시한 내용을 다루었다. 비탈면의 붕괴를 예측하는 방법은 재료의 파괴시 발생되는 음파를 WEAD라 불리는 AE센서를 이용하여 지반분야에 적용함으로써 비탈면의 붕괴를 예측 할 수 있었다. 비탈면 붕괴시 발생되는 AE파라미터는 전단 실험과 휨 실험을 실시하여 확보하였고 이를 토대로 파괴기준을 마련하였다. 시험시공은 비탈면 붕괴이력이 있고 붕괴가능성이 존재하는 비탈면에 적용해 보았고 실험결과 AE파라미터는 파괴기준에 넘지 않아 안정한 것으로 나타났으며 실제 비탈면의 붕괴 증후는 없는 것으로 나타나 적용성이 우수한 것으로 분석되었다.