• 자원환경지질
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• 제47권2호
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• pp.121-131
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• 2014

암반으로 구성된 사면의 안정성은 암반 내에 포함되어 있는 불연속면의 방향과 강도 특성에 의해 좌우된다. 특히 암반사면의 안정성에 영향을 미치는 중요한 요인은 암반 내 불연속면의 방향과 사면 방향의 상대적 위치로 운동학적 분석에서는 이러한 사면의 방향성과 불연속면의 방향의 상대적 위치를 고려하여 사면 붕괴의 발생 여부를 판단한다. 기존의 운동학적 분석은 사면의 대표적인 방향을 먼저 결정하고 사면내에 분포하는 대표적인 불연속면의 방향성과의 비교를 통해 사면에서의 파괴 발생 여부를 평가하는 방식으로 수행되어왔다. 그러나 사면의 대표적인 방향성만을 이용하여 운동학적 분석을 수행하는 경우 사면 내에서 발생하는 사면 방향의 변화를 분석에 고려하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 또한 불연속면 방향의 경우 불확실성에 의해 동일한 불연속면군에 속한 불연속면이라도 분산이 커지는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이를 보완하기 위하여 수치지형도를 이용하여 사면을 여러 개의 cell로 구분하고 각 cell에서 사면의 경사방향과 경사를 획득하였다. 그리고 각 cell의 사면 방향을 불연속면의 방향성과 비교하여 각 cell에서의 평면파괴에 대한 운동학적 분석을 수행하였다. 또한 불연속면 방향성에 개입된 불확실성을 고려하기 위하여 불연속면의 경사와 경사방향을 확률변수로 선정하고 몬테카를로 시뮬레이션을 활용하여 확률론적 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 제안된 해석기법의 적정성을 파악하기 위하여 급경사지의 사면이 분포하고 있는 강원도 춘천시 관내 배후령길을 대상으로 분석을 수행하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제107권4호
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• pp.385-392
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• 2018

석산개발 지역 퇴적장 석축사면의 사면 조성 및 관리기술 증진을 위하여 현황측량을 실시하고, 대표단면을 선정하여 사면의 안정성 해석을 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 사면안정 해석을 위하여 선정한 대표단면의 퇴적장 최하단부 사면(A) 경사는 $59^{\circ}$로서 급경사를 이루고 있으나, 전체 퇴적장 사면(A, B, C, D, E, F)의 평균경사는 $38.5^{\circ}$이었다. 퇴적장 사면의 수평거리는 총 66.2 m, 사면높이는 48.3 m이지만 퇴적장 석축사면의 경사는 비교적 급하며, 시각적으로도 불안정해 보인다. 사면안정 해석에는 건조시와 포화시를 고려하였으며 포화시의 사면안정 해석은 대상사면이 완전히 포화된 상태를 모델링하여 수행하였다. 지반의 강도정수는 석축과 배면지반으로 구분하고 안전성을 검토하였다. 건기시 안전율은 1.850, 우기시 안전율은 1.333으로 나타나 건기시 및 우기시의 안전율 1.5와 1.2를 상회하여 사면의 활동에 대하여 모두 안전한 것으로 나타났다. 그러나 집중호우 시 퇴적장 사면 상부의 풍화된 마사토는 사면침식과 붕괴 위험성이 높아 배수로 설치 등 적절한 유지관리를 통한 안정대책이 필요하다고 생각된다.

• 지질공학
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• 제25권2호
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• pp.189-199
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• 2015

우리나라의 화강풍화토 지반의 사면붕괴 형태는 대부분 절토사면에서 발생하는 경우가 많고 풍화작용의 영향을 받는 표층부 지반 안정성을 파악하는 것이 중요하다. 표층부에서 채취한 시료를 이용하여 기본 물성시험 및 점착력과 내부마찰각 시험을 수행하였고, 현장조사 결과를 토대로 자연사면의 안정성 검토를 수행여 형태별 패턴(쐐기형, 무한사면형, 유한사면형)을 분류 하였다. 또한 분류된 패턴별로 수치해석을 수행하였으며 그 결과를 토대로 최소안전율과 사면경사각의 관계를 개괄적인 안정도 추정에 기초 자료로서 제공하고자 하였다. 본 연구에서 산정된 강도정수들은 몇 개의 특정사면의 경우에 대한 것으로서 모든 사면의 안정해석에 그대로 적용 가능한 것은 아니다. 그러나 현실적으로 모든 경사면과 강도정수에 대해서 실험을 실시하는 것은 어려울 뿐만 아니라 비용면에서도 불가능한 실정이다. 따라서 사면안정에 영향을 미치는 단위중량, 점착력, 내부마찰각의 변화와 사면 경사각의 변화에 따른 위험도 평가를 정립하기 위해서는 수치모델링과 같은 방법을 사용하여 현장조건의 다양한 변화에 대응할 수 있는 패턴별 위험도 평가기준이 작성된다면 대단히 유용할 것이다. 따라서 대표적인 사면형태(TYPE-I~IV)와 사면경사각에 강도정수를 적용하여 최소 안전율을 제시한다면 자연사면의 간이 안정해석이 가능 할 것으로 사료된다.

• 지질공학
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• 제29권2호
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• pp.85-97
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• 2019

암반으로 구성되어 있는 급경사($65{\sim}80^{\circ}$) 암반사면들이 장기간 안정한 상태로 유지되고 있는 것을 관찰할 수 있다. 이와 유사한 지반상태로 이루어진 굴착 암반사면에서 불연속구조가 비탈면의 안정성에 유리한 방향으로 분포하고 있는 경우에는 발파암 경사기준인 1 : 0.5 ($63^{\circ}$)보다 급한 경사를 적용할 수 있을 것이다. 비탈면 설계기준의 경사 결정 과정에서 급경사로 적용할 수 있는 예비 암반조건이 정량적으로 설정되어 있으면 설계 실무측면에서 지침으로 활용할 수 있을 것이다. 이 연구에서는 상기 암반을 양호한 연속체 암반으로 정의하고, 양호한 연속체 암반조건에 대해 공학적인 준거를 제공할 목적으로 범용적인 RMR, SMR, GSI 분류를 활용하여 정량적인 설정기준 범위를 제안하고자 하였다. 연구방법으로는 다음과 같다. 암석종류별로 급경사 $65{\sim}80^{\circ}$)에서 안정한 비탈면을 연구 대상으로 선정하고, Face mapping 결과를 반영하여 RMR과 SMR 및 GSI 분류하였다. Hoek-Brown 파괴기준을 활용하여 산정된 강도정수를 현 상태의 암반사면 안정해석에 적용하여 나타난 결과를 검토하였다. 급경사로 안정하게 유지되는 지반조건으로서 예비기준의 타당성을 검증하기 위한 것이다. 상기 연구방법으로 분석 검토한 결과, 양호한 연속체 암반비탈면은 Basic RMR ${\geq}50$ (퇴적암에서는 45), GSI SMR ${\geq}45$로 설정할 수 있을 것으로 분석되었다. 한계평형 해석의 안전율은 Fs = 14.08~67.50 (평균 32.9)이고, 유한요소해석의 변위는 0.13~0.64 mm (평균 0.27 mm)이다. 이는 급경사($65{\sim}80^{\circ}$)로 오랜 기간 동안 안정하게 유지되고 있는 양호한 연속체 암반사면의 안정성을 정량적으로 표현하고 확인하는 결과로 볼 수 있다. 양호한 연속체 암반사면에 대한 암반기준 설정범위는 자료가 축적되면 좀 더 세부적인 설정기준을 확립할 수 있을 것이고 추후 연구과제이기도 하다. 1 : 0.1~0.3의 급경사에서도 안정할 경우에, 해외 설계기준 및 사례를 참고하여 급경사의 상한 기준을 1 : 0.3으로 설계하면 경제성과 친환경성을 확보하는 이점이 있게 된다. 또한 굴착기술과 식생기술 발달 및 다양한 친환경적 사면 설계기법으로 급경사에 따른 심리적 불안감과 급격한 지반이완을 극복할 수 있을 것이다.

• 지질공학
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• 제22권2호
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• pp.157-171
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• 2012

노천광산에서 사면설계는 안정성과 경제성 측면에서 동시에 접근하여 결정해야 한다. 또한 일반 도로 사면과 달리 대부분 보강 없이 굴착해야 하기 때문에 사면경사가 가장 중요한 설계 변수이다. 본 연구에서는 인도네시아 Pasir 광산의 Roto South 채탄장에 대한 사면 변위계측, 계측자료의 해석 및 수치해석을 통해 사면의 거동을 감시하기 위한 계측 시스템을 제안하고자 한다. Pasir 광산의 경우 관리해야할 사면의 영역이 매우 광범위하고, 수치해석에 의한 예상 변위량은 최대 3,000 mm 정도로 나타났다. 현장에서 수행된 경사계에 의한 계측 및 GPS에 의한 변위 계측에 대한 검토와 자동화를 위한 SSR (slope stability radar system)의 적용에 대해 검토하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.321-328
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• 2009

기존 터널에 근접하여 절리암반 굴착시 사면의 적절한 보강방법 및 시기는 굴착사면과 터널과의 근접도, 굴착사면 경사는 물론 절리상황에 의해 영향을 받자만 현재까지는 경험적으로 결정되고 있다. 본 연구에서는 터널에 근접하여 절리암반 지반을 굴착시 굴착단계에 따른 굴착사변에서의 하중전이 특성과 터널거동과의 상관관계를 분석하기 위하여 절리각도와 굴착사면 경사를 영향인자로 한 대형 모형시험을 실시하였다. 시험결과, 터널변형은 터널 천정부 또는 바닥부에 근접한 절리면 굴착시 가장 크게 발생을 하였으며, 사면과 터널의 안정성은 굴착사면의 경사와 관련하여 굴착단계에 따라 변화하였다. 향후 본 연구결과를 활용하여 절리암반에서의 터널과 사면의 보강방안을 도출하고자 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권11호
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• pp.33-40
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• 2023

본 연구에서는 강원 지역의 산지 태양광 발전시설이 설치된 지역의 사면 특성을 분석하기 위해, GIS 기법과 위성지도를 활용하여 강릉과 원주 지역의 태양광 발전시설 설치현황을 조사하였다. 강릉과 원주 지역의 태양광 발전시설은 각각 36, 48개소의 발전시설이 설치되어 있는 것으로 나타났다. 또한, 강릉과 원주 지역의 태양광 발전시설 설치지역에 대한 지형자료를 수집하여 면적, 사면경사, 해발고도 등의 데이터베이스를 구축하였다. 이후 구축된 데이터베이스를 활용하여 강릉과 원주 지역의 산지 태양광 발전 시설이 설치된 지역의 사면 특성을 분석하였다. 분석결과, 원주 지역의 사면은 강릉 지역 보다 더 높은 사면경사를 갖는 것으로 나타났다. 또한, 강릉과 원주 지역의 태양광 시설 내에서 15°와 34° 이상의 최대경사를 갖는 지역이 상당수 존재하는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제11권3호
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• pp.270-278
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• 2001

한라 석회석 광산에서 높이가 대체로 58m이고 사면의 경사각이 70$^{\circ}$인 암반 사면의 안정성 해석을 위하여 암반을 연속체로 가정한 FDM과 절리의 강도 특성 등을 주로 고려한 DEM 등 두 가지 수치해석법을 사용하였다. 수치해석법으로 사면의 안정성을 안전율로 표시하기 위하여 강도감소법을 이용하였다. 연속체 해석 결과에서는 사면의 안정이 유지되는 것으로 판단할 수 있으나 절리의 특성을 고려한 해석 결과 사면의 안전율이 1.3보다 크도록 사면을 안전하게 유지하기 위해서는 사면 높이 를 45m로, 경사를 55로$^{\circ}$로 변경 하는 것이 바람직 한 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1817-1821
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• 2010

본 연구에서의 지리정보시스템(GIS)을 이용한 사방댐 입지선정모델 개발은 산사태 발생 예측을 위한 사면안정성 평가 기준을 개발하여 사방댐 지점을 선정하기 위하여 체계적으로 표준화된 시스템을 구축하는 것이 목표이며, 2002년 태풍 '루사'와 2003년 태풍 '매미'에 의하여 토석류와 산사태가 발생한 서부경남 지역의 38개 지점에 대하여 항공사진 수집 및 현장조사를 수행하고, 산사태 발생에 관계되는 강우, 지형, 지질 및 토양, 임상 등을 인자로서 규정하였다. 연구결과 서부경남지역에서 발생한 산사태는 지리산, 가야산, 좌굴산 등 EL. 500m 이상의 비교적 고도가 높은 산악지역에서 지형성 집중호우에 의하여 발생하는 것으로 분석되었으며, 강우량과 산사태의 상관분석결과 시강우량 70mm 이상 및 누가강우량 230mm 이상에서 산사태의 발생빈도가 높은 것으로 나타났다. 또한 산사태 발생지점에서의 고도(평균해수면 기준)와 능선의 고도와의 비를 백분율로 계산하여 빈도를 살펴보면 산사태 발생지점이 능선의 90% 이상의 고도에서 산사태의 발생빈도가 53%로 가장 높고, 80-90%는 21%, 70-80% 16%의 순으로 산사태 발생빈도가 감소하고 있으며, 고도가 더욱 낮아져 산사태 발생지점이 60% 이하로 내려가면 산사태 발생빈도는 급격히 감소한다. 예를 들어 능선의 고도가 1000m일 경우 900m 이상의 고도(90% 이상)에서 산사태 발생빈도가 가장 높고 600m 이하의 고도(70% 이하)에서는 발생빈도가 급격히 저하하는 것으로 나타났다. 산사태 발생지점의 표면 굴곡도에 따른 산사태의 발생빈도는 대부분의 평행사면에서 74%, 약간 오목사면에서 26%가 발생하는 것으로 나타났다. 각 지구의 지질 및 토양별 산사태 발생빈도는 화성암계열의 지질 및 자갈/암괴 섞인 토사의 토양에서 발생하는 것으로 분석되었고, $34-40^{\circ}$ 사면경사에서 40%, $26-34^{\circ}$ 사면경사에서 26%, $26^{\circ}$ 이하의 사면경사에서 22%가 주로 발생하였으며, $40^{\circ}$ 이상의 높은 사면경사에서는 극히 미미하였다. 또한 임상 기준으로는 침엽수림에서 주로 발생하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이상의 결과를 기초로 매우 안정, 안정, 부분적 안정, 불안정, 매우 불안정, 위험 지역으로 구분하고, 평가한 결과는 불안정 33개소, 매우 불안정 5개소 등 38개소 지점 모두에 사방댐 설치가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.629-638
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• 2005

본 연구대상 사면은 연장이 300m이고 최대 사면높이가 80m에 달하는 대절토 사면으로 서 총 11 소단으로 이루어져 있으며, 전 사면에 걸쳐 Soil Nail 공법으로 보강이 되어있다. 사면 상단부에 설치된 2개의 경사계를 이용하여 주기적으로 사면의 수평방향 변위 계측을 실시하던 중, 사면 하부의 소단 굴착과정에서 상대적으로 급격한 사변경사 방향의 수평변위가 발생한 것을 확인하였다. 본 연구에서는 사면의 수평방향 변위 계측결과 분석 및 대상 사면에 대한 수치해석을 통하여 사면의 안정성 여부를 판단하고자 하였으며, 굴착단계별 수평방향 변위량 및 변위 양상을 분석함으로써 급격히 증가한 변위의 원인을 파악하였다. 수치해석을 통해 나타난 사면 굴착 단계에 따른 사면 토체의 소성영역을 도시한 결과, 사면 전체에 걸쳐 대규모 파괴면이 나타났으며 파괴활동면이 Soil Nail 로 보강된 영역의 바깥쪽에 위치하여 사면 안정성 확보를 위한 대책방안이 수립되어야 할 것으로 판단되었다. 또한 보다 자세한 원인 규명을 위한 확인 시추조사를 실시하여 하부 지층 특성을 파악하였으며, 하부에 풍화가 심하고 절리 및 균열이 심한 파쇄구간이 분포하고 있음이 확인되었다. 연구 대상 사면의 변위 계측 결과, 수치해석 결과, 확인 시추 조사 결과 및 예상되는 사면 활동의 규모 등을 고려할 때 사변의 안정성 확보를 위한 대책방안이 수립되어야 하며, 본 사면은 억지말뚝과 Ahchor 공법 적용이 가장 적절할 것으로 판단되었다.