• 지질공학
• /
• 제27권2호
• /
• pp.125-132
• /
• 2017

우리나라는 국토의 64% 가량이 산지로 되어 있어 하절기 집중호우 및 태풍으로 인해 지속적인 산지재해(사면붕괴, 산사태, 토석류 등)가 발생하고 있다. 이러한 산지를 중심으로 사회기반시설의 개발 및 확충을 통해 산지 개발이 이루어지고 있으나 체계적인 관리는 미흡한 실정이다. 산지사면을 대상으로 임도시설의 개설은 대상 산지를 인위적으로 변화시킴에 따라 하절기에 집중적으로 산지재해 발생의 원인으로도 작용한다. 이처럼 불안정한 상태의 산지환경에서 재해에 강한 환경을 건설하기 위한 노력이 절실히 요구되는 시점이다. 본 연구는 자연산지와 산지 내 임도 개설 여부를 기준으로 극한강우 조건하에서 강우의 침투특성을 고려하여 토층심도(1~5 m) 및 산지경사($20{\sim}60^{\circ}$) 조건에 따른 산지사면의 안정성을 분석하였다. 그 결과, 산지사면의 안정성은 토층심도와 토층의 포화면적에 따라 안전율의 차이를 갖는 것으로 나타났으며, 산지 내 임도 개설에 따른 산지의 안정성이 자연산지보다 낮은 것으로 분석되었다. 특히, 강우 침투양상의 경우에는 임도 상부측 사면부에서 강우 침투수의 유출이 발생하는데 이는 토층심도가 낮을수록 유출 현상이 뚜렷이 발생하는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제22권3호
• /
• pp.207-217
• /
• 2020

Slope reliability analysis and risk assessment for spatially variable soils under rainfall infiltration are important subjects but they have not been well addressed. This lack of study may in part be due to the multiple and diverse evaluation indexes and the low computational efficiency of Monte-Carlo simulations. To remedy this, this paper proposes a highly efficient computational method for investigating random field problems for slopes. First, the probability density evolution method (PDEM) is introduced. This method has high computational efficiency and does not need the tens of thousands of numerical simulation samples required by other methods. Second, the influence of rainfall on slope reliability is investigated, where the reliability is calculated from based on the safety factor curves during the rainfall. Finally, the uncertainty of the sliding mass for the slope random field problem is analyzed. Slope failure consequences are considered to be directly correlated with the sliding mass. Calculations showed that the mass that slides is smaller than the potential sliding mass (shallow surface sliding in rainfall). Sliding mass-based risk assessment is both needed and feasible for engineered slope design. The efficient PDEM is recommended for problems requiring lengthy calculations such as random field problems coupled with rainfall infiltration.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2007년 가을학술발표회
• /
• pp.502-513
• /
• 2007

This paper describes the rainfall-induced slope failures caused by infiltration due to prolonged rainfall. The emphasis was on quantifying the effect of fine-grained contents which are influencing on the infiltration rate in the wetting front of initially unsaturated slopes during rainfall. Suction tests by tensiometer were performed for five mixture specimens with varying fine-grained contents and then, numerical analyses for the stability of unsaturated slopes are carried out for different relative densities and mixture portions based on the soil water characteristic curves obtained by GCTS pressure plate. It is shown that the fines are highly influenced on wetting front suction of unsaturated soil slopes. Based on the results, it is found that until 15% fine content is the limit showing different wetting front suction, beyond which the wetting band depth do not affect considerably the stability of unsaturated slopes.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.670-675
• /
• 2006

The purpose of this study is the infiltration characteristics of soil cut-slope by the repetition & concentration rainfall. The maximum rainfall concentrate from June until September which is a rainy season in our country Stability analysis of soil cut-slopes has been conducted by limit equilibrium method on Seep/w and finite element method on Slope/w.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제21권12호
• /
• pp.23-28
• /
• 2020

사질토지반에서 적용할 수 있는 합리적인 침투능 산정기법을 제시하기 위하여 실내실험결과를 분석한 결과, 단위중량이 감소함에 따라 침투속도는 증가하는 경향을 보였으며, 강우강도가 증가함에 따라 침투속도 또한 증가하는 것으로 나타났다. 또한 본 논문에서 제안한 초기침투능 감소상수(α계수)를 적용한 침투능 변화 곡선에 대하여 비교·분석한 결과 시간에 따른 침투능 변화가 거의 일치하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 침투능 및 침투량 산정 시 널리 사용되고 있는 Horton 경험식이 사질토지반에서는 적용이 어려운 점을 개선하여 침투능 산정 모형을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제30권10호
• /
• pp.5-18
• /
• 2014

세계의 많은 지역이 강우에 의한 사면파괴가 취약하다. 사면파괴의 발생 메커니즘을 파악하기 위해 지금까지 다양한 방법들이 제안되어져 왔으나 현재 사용되는 방법들은 비균질한 지반분포와 수리학적 거동이 강우로 인한 사면파괴에 미치는 효과를 고려하지 못한다. 본 연구에서는 강우 시 토층의 두께에 따른 사면파괴의 발생 메커니즘을 연구하기 위하여 불투수 기반암 위에 존재하는 풍화 잔류토 사면에 대한 확률론적 사면안정 해석을 수행하였다. 불균질한 투수계수의 공간적 분포로 인한 불확실성이 강우침투에 의한 불포화 사면의 파괴에 미치는 영향을 고려하기 위하여 일차원 랜덤필드에 기초한 일련의 침투해석과 사면 안정해석을 수행하였다. 해석결과에 의하면 확률론적 해석법은 사면에 대한 강우의 침투 평가 시 투수계수의 공간적인 변동에 의하여 발생하는 다양한 파괴 패턴을 효과적으로 고려할 수 있음을 보여준다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2007년 가을학술발표회
• /
• pp.481-501
• /
• 2007

Excessive rainfalls due to climatic changes can trigger an increase in rainfall-induced slope failures that pose real threats to both lives and properties. Many high slopes in residual soils could stand at a steep angle, but failed during or after rainfall. Commonly, these slopes have a deep groundwater table and negative pore-water pressures in the unsaturated zone above the groundwater table contribute to the shear strength of soil and consequently to factor of safety of the slope. Stability assessment of slope under rainfall requires information on rate of rainwater infiltration in the unsaturated zone and the resulting changes in pore-water pressure and shear strength of soil. This paper describes the application of unsaturated soil mechanics principles and theories in the assessment of rainfall effect on stability of slope through proper characterization of soil properties, measurement of negative pore-water pressures, seepage and slope stability analyses involving unsaturated and saturated soils. Factors controlling the rate of changes in factor of safety during rainfall and a preventive method to minimize infiltration are highlighted in this paper.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제8권5호
• /
• pp.47-55
• /
• 2007

택지개발에 따른 불투수 면적의 증가는 호우 발생시 하천으로의 유출량과 첨두유량의 증가뿐만 아니라 첨두유출량의 발생시간도 감소하는 등 방재 측면에서도 불리한 여건이 심화되고 있다. 침투시설에 의한 우수유출 저감의 경우, 공법, 재료, 투수성능과 현장 여건에 따라 좌우되기 때문에 침투특성이나 정량적인 분석에 대한 연구는 아직까지 미흡한 실정이다. 본 연구의 목적은 표면재료에 따른 침투형 우수유출 저감시설의 침투 특성을 연구하는 것이며, 이를 실험을 통해 표면재료 및 강우강도를 변화시키며 실험장치에 의한 침투특성을 고찰하고, 표면재료의 이용에 따른 침투효과 및 특성을 분석하여 우수유출 저감시설의 기초연구자료로 활용할 수 있도록 하는데 그 의의가 있다. 본 연구에서는 택지개발시 토지이용을 참고하여 콘크리트 포장, 아스팔트 포장, 토사, 초지, 투수성 포장재 등 5가지로 구분하여 표면재료별 실험을 실시하였으며, 개개 실험별 강우조건은 20, 30, 50, 80, 100, 200mm/hr로 구분하여 수행하였다. 표면재료에 따른 침투율 실험 결과, 투수성 포장재의 경우 200mm/hr 이하에서 약 93%이상의 침투율을 확보할 수 있는 것으로 측정되었다. 다짐 흙과 초지의 경우에 종기침투율은 약 13%에서 약 67%까지 나타났으며, 또한 아스팔트 및 콘크리트 포장의 경우 대부분 직접 유출되고 종기침투율은 매우 적은 것으로 측정되었다. 우수유출 저감시설의 표면재료로 투수성 포장재를 사용하는 것이 침투량 확보측면에서 가장 유리하고 우수유출 저감시설의 목적인 방재 및 치수 측면에 활용할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제12권10호
• /
• pp.29-38
• /
• 2011

현행 사면 안정 해석 시 지하수위 결정방법은 강우에 의한 침투과정에 의한 불포화구간을 제대로 반영하고 있지 못하고 있다. 본 연구에서는 강우에 의한 지표면 상부침투에 의한 포화대 증가에 따른 사면의 안전율 변화를 실내모형실험을 통해 검증하고자 하였다. 강우침투로 인한 흙의 전단강도 저하를 정확히 파악하기 위해 실내 사면모형실험을 통해 함수비 변화를 측정하고, 이에 따른 강도정수의 변화를 파악하였다. 포화깊이 3.0m에서 4.5m로 변할 때 안전율이 가장 크게 변화되는 것을 알 수 있었으며, 이는 설계기준에서 제시한 지하수위 (-)3.0m은 다소 과소 설계된다는 것을 판단할 수 있다. 또한, 지표면 포화로 해석할 경우는 과다 설계되므로 사면의 설계 시 강우 침투에 관한 실험 및 해석이 필요함을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제22권7호
• /
• pp.55-64
• /
• 2006

풍화 사면은 지속적인 강우로 인하여 얕은층에서 파괴가 일어나고 있다. 이러한 파괴들은 주로 강우 침투로 지표면에서의 습윤대의 형성과 이로 인한 흡수력의 감소에 기인한다. 본 연구에서는 대표적인 풍화사면인 화강 풍화토 및 편마풍화토에 대한 함수특성곡선의 건조-습윤 이력과 선행강우 조건을 활용하여 시간에 따른 불포화 침투 해석을 인공적인 강우 강도와 지속시간을 설정하여 실시하였다. 그 결과 풍화 사면의 불포화 침투는 깊이별로 선행 강우에 의한 초기 흡수력과 이력에 따른 불포화 투수계수에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 화강풍화토가 편마풍화토 보다 상대적으로 작은 공기 함입값, 잔류 흡수력, 그리고 습윤 전면 흡수력을 가지고 있으며 이력 loop가 작아서 침투에 대한 흡수력의 변화 반응이 매우 빠름을 확인할 수 있었다.