• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.447-456
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• 2008

노천광산에서 사면설계는 안정성과 경제성 측면에서 동시에 접근하여 결정해야 한다. 또한 일반 도로나 철도 연변의 사면과는 달리 대부분 지보나 보강없이 굴착해야 하기 때문에 사면각도가 가장 중요한 설계 변수이다. 본 연구에서는 인도네시아 파시르에 위치한 노천채광방식의 대규모 석탄광산 사면에 대하여 안정성 측면에서의 사면 각도 및 한계사면높이를 결정하였으며 이러한 설계가 가지고 있는 불확실성을 보완할 수 있는 계측 및 계측자료 해석을 수행하였다. 연구 결과, 사면각도(Overall Elope angle) $30^{\circ}$를 유지하는 경우 안전율 1.5를 확보하는 최대개발심도는 $353{\sim}438m$로 계산되었으나 강도정수에 대한 민감도분석결과를 고려할 때 사면높이는 300m를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 또한 변위계측자료에 대한 역변위속도 분석 결과가 현장사면 사례와 잘 일치하여 이 방법을 통해 사면의 불안정성 및 파괴시기를 대략적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.11-18
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• 1984

사면의 안정 해석방법은 사면의 제반 조건 및 파괴면의 형태에 따라 유한사면법과 무한 사면법 등으로 나눌수 있는데 무한사면법은 그 해석 방법이 단순 명료하여 사용이 간편한 반면에, 단영향을 무시하고 경사면에 평행한 파괴면을 가정하는 등 대략적인 면이 있어서 그 적용범위에 한계성을 내포하고 있다. 본 논문에서는 무한사면법을 적용하여 공학적으로 허용할 수 있는 범위내의 오차를 주는 사면을 정의하기 위하여 가상사면을 다양하게 설정하고 각 사면에 대한 유한 사면법과 무한 사면법의 안정해석 결과를 안전률을 이용하여 비교 분석하였다. 그 결과로 무한사면법은 무한사면파괴가 예상되는 한계높이에 대한 사면높이의 비가 대략 9보다 같거나 클때 적용 가능하다고 판단되었다.

• 터널과지하공간
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• 제12권2호
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• pp.83-91
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• 2002

암석 버력으로 성토한 사면의 역학적 안정성을 한계평형해석법과 유한차분법으로 검토하였다. 암석 버력 성토사면의 높이는 약 40 m이고 사면의 구배는 1:1.5이다. 암석 버력 성토체의 강도정수 중 점착력은 없고, 내부마찰각은 43$^{\circ}$로 가정하고 사면의 안정성을 해석하였다. 한계평형해석 중 Fellenius법과 Bishop법으로 구한 안전율 Fs는 1.4이었다. 또 유한차분법으로 사면의 안전율을 구하기 위해서 강도감소법을 이용하였고 파괴영역을 기준으로 결정한 사면의 안전율 Fs도 역시 약 1.4로 한계평형해석 결과와 동일하였다. 여러 기관에서 사면설계기준으로 적용하는 안전율 1.3과 비교할 때 암석 버력 성토사면은 안정상태로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.2810-2818
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• 2009

본 연구는 화강풍화토로 구성된 절토사면에서 얕은파괴의 특성을 규명하고자 우리나라의 강우특성에 따른 한계투수계수를 산정하고, 국내에 분포하는 화강풍화토의 대표적 물성을 기준으로 절토사면의 파괴면까지의 수평거리, 사면의 경사각, 사면높이 그리고 강우로 인한 포화깊이 등에 따른 안정해석을 수행하여 그 결과를 분석하였다. 한계투수계수를 분석한 결과 국내의 지역별 강우특성을 고려한 최대 한계투수계수가 $7.16{\times}10^{-4}cm/sec$의 값으로 나타났다. 최대 한계투수계수 이하의 값을 갖는 국내의 화강풍화토로 구성된 절토사면에서 한계강우강도 이하의 강우가 최소 강우지속시간보다 오랫동안 지속될 때에는 포화깊이에 따른 얕은파괴의 검토가 고려되어져야 할 것으로 판단되었다. 또한, 가상파괴면이 발생하는 수평거리, 포화깊이, 강도정수 변화에 따른 사면안전율의 변화관계를 통해 절토사면의 얕은파괴 특성을 파악 할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.61-69
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• 2008

일반적으로 암반사면의 안정성을 평가하는 방법으로는 평사투영해석, 한계평형해석, 수치해석, 안정성 평가표에 의한 방법 등 여러 가지 방법이 이용되고 있다. 이 중 안정성 평가표에 의한 방법은 평가법의 제안기관이나 자국의 특성에 따라 그 평가항목이 상이하며, 또한 안정성 평가표상의 개개의 평가항목에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 315개소의 고속도로 암반사면 분석자료를 이용하여 일반적으로 사용되고 있는 암반사면의 안정성 평가항목중 기하학적 형상(사면높이, 사면경사 및 경사방향, 주불연속면의 경사 및 경사방향, 사면과 주불연속면의 방향차이) 및 지형학적 특성(지형의 집수가능성, 상부자연사면 경사, 사면형상)에 대한 이상치(abnormal value) 분석을 통하여 암반사면 안정성 평가항목의 유효성을 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.47-52
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• 2015

사면안정분야의 해석과 설계에는 한계평형법(LEM)과 전단강도 감소기법(SSR)이 주로 사용된다. 이 두 방법은 2차원과 3차원 해석을 모두 수행할 수 있지만 많은 연구자들에 의해 전단강도 감소기법이 해석 변수에 대해 더욱 민감하게 반응하고 합리적인 결과를 산출한다고 알려져있다. 그러나 전단강도 감소기법의 모델링의 복잡함과 해석시간의 증가 등의 이유로 현계평형법이 여전히 일반적으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 FLAC 3D를 사용하여 전단강도 감소기법을 통한 돌출된 암반사면의 3차원 효과에 대해 연구하였다. 수치해석 변수는 사면의 경사, 높이, 지반강도, 사면의 돌출길이이며 연구 결과 사면의 안전율은 암반의 강도보다 사면의 형상에 더 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제24권4호
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• pp.255-274
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• 2014

본 연구는 강원도 강릉시 소재의 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 석회석 광산에서 2012년 8월 23일 오후 7시경 붕괴된 대규모 암반사면을 대상으로 한다. 붕괴 이전에 사면의 높이는 약 200 m이고 평균경사는 $45^{\circ}$로 형성되어 있다. 사면 붕괴 후 추정된 붕괴량은 $1,500,000m^3$ 정도이다. 사면 붕괴의 원인을 분석하기 위하여 시추, 물리탐사, 지표지질조사, 선구조분석, 공내영상촬영, 입체사진영상촬영, 실내시험 및 현장시험, 년도별 채광현황 및 강우량 분석등의 현장 및 지반조사를 실시하였다. 사면의 안정성을 파악하기 위하여 SMR, 평사투영법, 한계평형법, 연속체 및 불연속체 해석을 수행하였다. 이 결과들로부터 사면붕괴의 원인은 지형, 강우, 암종 및 암질, 불연속면, 석회암 공동이나 단층의 지질구조적 특성 등 여러 요인들이 복합적으로 작용하여 사면활동이 발생한 것으로 추정되지만, 석회암 공동을 고려하지 않을 경우 사면 붕괴는 발생하지 않는 것으로 분석되었다. 석회암 공동을 고려한 연속체 해석에서 사면 안전율이 0.66으로 나타났다. 따라서 대규모 사면붕괴의 근본적인 원인은 단층대를 따라 발달하고 있는 석회암 공동의 영향에 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.87-93
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• 2010

저수지의 수위변화는 저수지 주변 강기슭 사면파괴의 주요 요인이다. 중국의 삼협댐 저수위는 홍수량 조절을 위해 145m와 175m사이에서 변화한다. 삼협댐 저수위의 정상적 운영상태에서 저수위 변동속도는 0.67m~3.0m의 범위에 있다. 마지아고 사면은 자시강의 2.1km 상류 좌측기슭에 위치한다. 자시강은 삼협지역내에 있는 양츠강의 지류이다. 2003년 저수위가 95m에서 135m로 상승한 직후, 마지아고 사면의 후면부에서 길이 20m, 폭 3~10의 균열이 발생하였다. 지금은 균열 보수 후 특별한 징후는 보이지 않고는 있으나, 이 큰 균열은 마지아고 사면의 산사태 가능성을 암시하고 있었다. 이 연구에서는 침투해석에서 얻어진 간극수압을 저수위 변동에 따른 안전율 변화를 평가하기 위해 사용되었다. 안전율 평가는 한계평형해석에 의한 사면안정해석에 의해 수행되었다. 한계평형해석에서 전단강도에 미치는 부의 간극수압 효과는 불포화 흙에 대한 프레드런드의 전단강도식을 사용하여 고려하였다. 연구결과 강기슭사면의 안전율은 저수위의 상승, 하강에 따라 감소와 증가의 경향을 보이나, 가장 위험한 상태는 저수위가 최대높이를 장기간 유지할 때인 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.97-102
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• 2007

토사사면의 안정성 해석에는 한계평형법이 널리 사용되고 있으나 절리가 발달한 암반사면의 파괴는 절리의 방향성과 파괴특성이 동시에 고려되어야 한다. 본 연구에서는 불연속면의 특성을 나타내는 인자와 암반사면의 형상 인자 등의 변화에 따른 결과를 분석하여, 범용 유한요소프로그램을 이용한 절리암반사면 안정해석의 타당성을 검증해 보고자 한다. 우선 흐름 법칙에 따른 차이를 비교하였으며, 인자효과 연구를 수행하였다. 독립변수로는 불연속면의 역학적 특성을 나타내는 절리면의 경사각과 점착력, 마찰각, 사면형상을 나타내는 암반사면의 경사와 높이 그리고 상재하중을 선택하였다. 그리고 종속변수로서 사면 아래에서 1/3 지점에서의 수평변위를 수치 해석하여 인자효과의 상대적인 크기를 비교해 보았다. 인자효과 연구를 통하여 각 인자에 대한 수평변위의 결과가 다양한 공학적 특성을 만족하여 절리암반사면의 안정해석에 응용이 가능함을 증명하였다. 암반사면의 설계 시 실제 지반조사와 실내실험 결과적용과 비선형성을 고려한 모델링이 가능하며, 강우와 같은 자연재해와 시공 중에 일어날 수 있는 응력변화 또한 표현할 수 있다. 또한, 유한요소해석을 통해 복잡한 암반구성조건과 지반 보강의 효과도 고려할 수 있으므로 절취경사, 보강 등에 대한 공학적인 결정시에 매우 유용할 것으로 사료된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.45-53
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• 2011

쏘일네일 공법은 일반적으로 한계평형해석법을 토대로 검토한 사면안정해석결과를 이용하여 설계기준안전율 이상을 만족하면 안정한 것으로 판단하여 설계하고 있다. 그러나 쏘일네일의 길이가 짧은 경우 설계기준안전율을 만족하고도 발생변위가 과다하여 사용상에 문제가 발생하는 경우가 있다. 본 연구는 대형파괴재하시험결과에 의한 재하하중-안전율 및 재하하중-발생변위비와의 관계를 분석하여 쏘일네일 보강벽체의 안전율-발생변위비와의 상관관계를 분석하였으며, 분석결과 쏘일네일 보강벽체의 사용한계상태에 해당하는 발생 변위비 0.3% 이내를 만족하기 위해서는 한계평형해석에 의한 안전율이 최소 1.35 이상을 확보하여야 할 것으로 평가되었다. 또한 한계평형해석결과 최소 안전율 1.35 이상을 만족하여도 지반의 전단강도가 작거나 벽체높이가 높을 경우 사용한계상태에 해당하는 발생 변위비 0.3% 이내를 만족하지 못하는 경우가 있어 수치해석을 통한 발생변위 검토가 필요할 것으로 판단된다.