• 한국지반공학회논문집
• /
• 제30권6호
• /
• pp.51-59
• /
• 2014

국내 토사 사면 불안정성의 일반적인 형태는 얕은 사면파괴와 토석류로 구분할 수 있다. 일반적으로 이러한 사면파괴는 장기간의 기후변화 영향에 의해 강우강도 및 지속시간에 의존성이 높아지고 있다. 본 연구는 전국 58개 기상관측소에서 최근 38년간 강우 관측 자료를 정량적(지속 시간별 최대강우강도로 분류)으로 이용하여 강우로 발생하는 자연사면의 안정성과 철도나 고속도로와 같은 수직하중이 재하되고 있는 토목섬유로 보강된 성토사면의 불안정성을 평가하고자 한다. 강우패턴에 따른 무한사면과 토목섬유 보강된 유한사면 안정해석은 1973년부터 2010년까지의 기간을 대략 10년 단위로 나누어 관측소별 지속시간에 따른 최대강우량을 산정하여 수행하였다. 기상관측소에서 최대강우강도를 사용하여 불포화 침투해석을 수행하여, 산사태 위험도를 10년 단위별 4단계에 걸쳐 등고선 지도로 나타내었다. 비록 지반조건을 화강풍화토의 평균적인 강도정수와 일반적인 경사로 일정하게 가정하였지만, 장기간 기상관측자료를 토대로 기후 변화에 따른 사면의 불안정성을 예측할 수 있었으며, 기상변화의 경향을 대비할 수 있는 지반구조물의 적절한 설계도움이 되리라 판단된다.

• 지질공학
• /
• 제22권3호
• /
• pp.343-351
• /
• 2012

본 연구는 기존에 제안된 무한사면 안정해석식을 바탕으로 불포화토 내에 강우침투 시 지표로부터 시간에 따른 토층의 포화깊이비를 새로운 변수로 삽입하여 무한사면 안정해석 수정식을 제안하고자 하였다. 이를 위해 기존에 고려하지 못했던 시간에 따른 포화깊이비와 지표하 흐름 깊이의 개념을 새로이 도입하였으며, 유사동력학적 습윤지수 이론에서 도출되는 해석대상 지역의 유효상부기여면적, 지표하흐름 깊이, 포화깊이비를 계산하고, 이를 토대로 시간에 따른 포화깊이비를 반영한 무한사면 안정해석을 수행하도록 하였다. 이를 통해 실질적인 시간에 따른 강우의 변화양상과 사면 안전율 변화를 계산할 수 있게 되었다. 한편, 본 연구에서는 Park et al. (2011 a)가 실시한 불포화토 칼럼시험을 통한 강우침투 속도분석 결과를 바탕으로 본 연구에서 제안한 식을 이용하여 토층의 포화깊이비를 고려한 사면안정해석을 실시하였다. 이 해석을 통해 편마암 풍화토의 토층 내 강우 침투속도를 고려하여 포화깊이비가 변화함에 따른 안전율의 변화를 파악할 수 있었다. 해석결과에 의하면, 연속강우의 경우 안전율이 1.3 이하로 감소하는 시간이 강우강도 20 mm/h 조건에서 2.86 ~ 5.38시간이고, 강우강도 50 mm/h 조건에서는 1.34 ~ 2.92시간으로 나타났다. 반복강우의 경우, 안전율이 1.3 이하가 되는 시간은 강우조건별로 3.27 ~ 5.61시간으로 나타났다. 따라서, 토층 내 강우침투속도 차이에 따른 포화깊이비 변화를 고려한 무한사면의 안전율 변화 파악이 가능하였다.

• 대한공간정보학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.55-62
• /
• 2006

본 연구는 산사태의 발생 가능성을 평가하기 위하여 지형공간 정보를 활용하여 지형자료를 구축하고, 힘의 평형으로 유도된 무한사면 안정해석모델을 적용하여 산사태 가능성을 정량적인 안전지표로 평가하였다. 또한, 해석모델에 입력인자의 불확실성을 고려할 수 있는 확률변수 개념을 도입하여 신뢰성 이론에 근거를 둔 산사태의 확률론적 분석법을 연구하였다. 이러한 해석방법의 적용성을 검토하기 위하여 실제 현장자료로부터 지형정보와 토질 조건 등을 획득하고, 넓은 지역에 대한 개략적 평가를 위한 전체해석과 세밀한 결과 도출을 위한 상세해석을 실시하였다. 이를 통하여 전반적인 산사태 발생 가능성 경향, 산사태 가능성이 높은 상세해석 구간 선정 및 상세구간에서의 보다 높은 정도의 산사태발생 가능성을 안전율과 파괴확률의 안정지표로 분석할 수 있었다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제47권6호
• /
• pp.37-45
• /
• 2005

Almost every year, Korea has been suffered from serious damages of lives and properties, due to landslides that are triggered by heavy rains in monsoon season. In this paper, we systematized the physically based landslide prediction model which consisted of 3 parts, infinite slope stability analysis model, groundwater flow model and soil depth model. To evaluate its applicability to the prediction of landslides, the data of actual landslides were plotted on the predicted areas on the GIS map. The matching rate of this model to the actual data was $84.8\%$. And the relation between hydrological and land form factors and potential landslide were analyzed.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.67-74
• /
• 2014

최근 산업의 발달로 증가하는 도로와 이를 이용하는 차량의 증가로 인한 교통사고가 지속적으로 증가하고 있다. 교통사고는 운전자과실, 차량결함, 주행도로상태, 자연환경 등의 다양한 불안정 인자들로 인하여 발생한다. 방호울타리의 한 종류인 가드레일은 교통사고 및 이탈을 방지하여 탑승자의 상해와 차량의 파손을 최소로 줄여 차량을 정상주행 시키는 것을 목적으로 한다. 가드레일은 8 tonf 차량이 $15^{\circ}$로 80 km/h의 속도로 가드레일에 충돌하는 시험으로 가드레일의 안정성을 평가하며, 지반은 상대적으로 지지력이 큰 무한평지에서 평가된다. 하지만 국내의 경우 성토사면에 설치된 가드레일은 보호길어깨에 설치되며, 이로 인해 가드레일의 지지력 저하 및 성능저하로 가드레일의 안정성에 문제가 발생할 가능성이 있다. 이러한 가드레일에 대한 기존 연구는 무한평지에 설치된 가드레일 및 차량의 안정성에 대한 연구가 수행되었다. 하지만 차량 충돌 시 가드레일이 설치된 성토사면의 거동에 대한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 차량 충돌 시 성토사면의 거동을 확인하기 위해 유한요소프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 성토사면에 설치된 가드레일의 지주 매입깊이를 변화시켜 수치해석을 수행하였다. 그리고 수치해석은 NCAN(National Crash Analysis Center)에서 제공하는 8 tonf 트럭을 이용하여 성토사면에서 가드레일 지주의 매입깊이를 변화시키면서 충돌 해석을 수행하였다. 그 결과, 가드레일 지주의 매입깊이가 증가함에 따라 성토사면의 변위와 응력이 증가하는 것으로 나타났으며, 450 mm 깊이에서 지반지지력이 저하되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
• /
• pp.893-903
• /
• 2008

A method for predicting surface failures which occur during heavy rainfall on mountain slopes is proposed by using the digital land form model that is obtained by reading altitude on a topographical map at 10m grid point space. A depth of a potential failure layer is assumed at each grid point. In the layer, an infiltrated water movement from cell to cell is modeled in the study (cell is a square of the grid). Infiltrated ground water levels which show the three dimensional effects of a topographical factor in an area can be hourly calculated at every cell by the model. The safety factor of every cell is also calculated every hour by the infinite slope stability analysis method with the obtained infiltrated ground water level. Failure potential delineation is defined here as the time when the safety factor becomes less than unity under the assumptions that effective rainfall is 20mm/h and continues 20 hours.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제10권3호
• /
• pp.133-145
• /
• 2010

본 연구에서는 강우에 기인하는 산사태에 의한 토사발생특성을 분석하였다. 이를 위해 1차원 불포화 지하수해석을 수행하여 강우에 따른 토양수분의 거동을 추정하였으며, 무한사면해석법을 이용하여 토양수분상태에 따른 유역단위 사면안정해석을 수행하였다. 사면안정해석에는 산사태의 발생 및 파괴깊이에 영향을 주는 토양심 및 여러 식생인자들을 함께 고려하였다. 파괴사면의 회복기간을 고려하여 연별토사발생량을 계산한 결과, 1963, 1970, 2002년에 유역 내에서 많은 양의 토사가 발생하였음을 알 수 있었다. 위성영상을 이용한 모의결과의 검증결과, 분석에 사용한 매개변수의 불확실성에 기인하여 위성영상과 모형을 이용한 결과에서 나타나는 산사태 발생위치에는 다소 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 하지만, 오봉댐유역을 왕산천과 도마천 유역으로 구분하는 경우, 이 둘 소유역 단위의 결과는 약 20% 전후의 오차를 가지는 것을 알 수 있었고, 전체유역에 대하여 비교하면 약 4%의 오차만을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 위성영상을 이용한 토지피복분류과정상의 오차, 토지피복자료를 이용한 산사태 발생지역 구분과정상의 오차, 아울러 모형의 오차 등을 고려할 때, 이러한 오차는 매우 미미한 수준인 것으로 판단되며, 이를 통해 모형의 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국환경복원기술학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.41-54
• /
• 2011

Tree roots can enhance soil shear strength and slope stability. However, there has been a limited study about root reinforcement of major tree species in Korea because of some experimental difficulties. Thus, this study was conducted to analyze the performance of Japanese larch (Larix kaempferi) and Korean pine (Pinus koraiensis) which are two common plantation species in Korea. Profile wall method was used to measure the spatial distribution of root system and its diameter within 15 soil walls of Japanese larch stand and 13 soil walls of Korean pine stand in Taehwa University Forest, Seoul National University, Korea. Root tensile properties of each species were assessed in the laboratory, and root reinforcements were estimated by Wu model. The study observed that the number and cross-sectional area (CSA) of root in both species could tend to decrease with soil depth. Especially, CSA were well-fitted to exponential functions of soil depth. Mean root area ratios (RAR) were 0.03% and 0.10% for Japanese larch and Korean pine, respectively. Estimated root reinforcement from Wu model were, on the average, 4.04 kPa for Japanese larch and 12.26 kPa for Korean pine. Overall, it was concluded that root reinforcement increased the factor of safety (Fs) of slope for small-scale landslide as the result of two-dimensional (2-D) infinite slope stability analysis considering vegetation effects.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제22권4호
• /
• pp.319-328
• /
• 2020

This paper investigates the effect of the width of failure and tension crack (TC) on the stability of cohesive-frictional soil slopes in three dimensions. Working analytically, the slip surface and the tension crack are considered to have spheroid and cylindrical shape respectively, although the case of tension crack having planar, vertical surface is also discussed; the latter was found to return higher safety factor values. Because at the initiation of a purely rotational slide along a spheroid surface no shear forces develop inside the failure mass, the rigid body concept is conveniently used; in this respect, the validity of the rigid body concept is discussed, whilst it is supported by comparison examples. Stability tables are given for fully drained and fully saturated slopes without TC, with non-filled TC as well as with fully-filled TC. Among the main findings is that, the width of failure corresponding to the minimum safety factor value is not always infinite, but it is affected by the triggering factor for failure (e.g., water acting as pore pressures and/or as hydrostatic force in the TC). More specifically, it was found that, when a slope is near its limit equilibrium and under the influence of a triggering factor, the minimum safety factor value corresponds to a near spherical failure mechanism, even if the triggering factor (e.g., pore-water pressures) acts uniformly along the third dimension. Moreover, it was found that, the effect of tension crack is much greater when the stability of slopes is studied in three dimensions; indeed, safety factor values comparable to the 2D case are obtained.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.1359-1369
• /
• 2012

연약지반 상에 설치하는 교대의 말뚝기초는 편재하중으로 인하여 교대의 측방변위가 발생하는 경우 사례가 자주 있다. 본 연구에서는 측방변위가 발생된 국내 ${\bigcirc}{\bigcirc}$교량의 측방유동에 대하여 측방유동지수(F)에 의한 판정법, 측방유동판정수(I), 수정 I지수($M_I$)법에 의한 판정법과 유한요소법으로 판정하였다. 또한 계측관리를 통하여 측방유동의 진행성과 일련의 지반조사, 토질시험을 통하여 측방유동의 원인을 분석한 결과 설계시 예측하였던 압밀에 의한 전단 강도의 증가가 적어 전단강도의 부족으로 인하여 측방유동이 발생한 것으로 판단되었다. 보강방안으로는 압성토와 앵커보강을 병용하는 방안을 선정하였고 그 효용성을 유한요소법을 이용한 수치해석으로 확인하였다.