• 제목/요약/키워드: Rainfall-induced slope failures

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강우를 고려한 불포화 토사사면의 안정해석 연구 (A Study of Stability Analysis on Unsaturated Soil Slopes Considering Rainfall)

  • 김기웅;김범주;박정준
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.9-18
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    • 2008
  • 우리나라에서는 강우로 인한 얕은 사면파괴 형태를 흔하게 볼 수 있다. 즉, 강우시 발생하는 사면의 얕은 파괴는 지표로 침투하는 강우에 의한 포화깊이 증가에 의해 발생한다. 본 연구에서는 침투가 사면 표면이 안정에 미치는 영향을 평가하기 위해 한계평형법을 이용하는 무한사면 해석방법을 적용하였다. 재현기간에 따른 강우강도와 지속기간이 고려되는 임의의 강우에 의해 유발되는 얕은 사면파괴의 가능성을 평가하기 위해서 일차원 침투모델인 Green-Ampt 모델에 바탕을 둔 침투능에 따른 침투깊이를 산정한 Pradel & Raad 방법을 이용하였다. 즉, 이론해에 의한 결과와 비교하기 위하여 동일한 조건으로 SEEP/W를 통한 수치해석을 수행하였다. 결과, 화강풍화토의 함수특성곡선을 이용하여 불포화사면의 강도정수를 추정하여 계산된 불포화 지반의 해석이 기존 포화사면의 해석에 비하여 보다 정확한 결과임을 알 수 있었다.

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Stability of Unsaturated Soil Slopes considering the Effect of Wetting Front Suction Loss

  • Jeong, Sang-Seom;Kim, Jae-Young
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2007년 가을학술발표회
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    • pp.502-513
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    • 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.

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수분 재분포를 고려한 강우 침투 시 자연 사면에서의 포화깊이 산정 (Estimation of Saturation Depth by Reflecting Water-redistribution Phenomena at a Natural Slope)

  • 김웅구;장병욱;차경섭
    • 한국농공학회논문집
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    • 제48권1호
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    • pp.71-79
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    • 2006
  • In Korea, most landslides occurred during the rainy season and had a shallow failure plane parallel to the slope. For these types of rainfall-induced failures, the most important factor triggering slope unstability is decrease in the matric suction of unsaturated soils with increasing saturation depth by rainfall infiltration. The saturation depth was readily estimated using modified Green-Ampt model proposed by Chu et al. (Chu Model) at present. But Chu Model involves some problems for application, because water-redistribution phenomena were not effected. So the modified Chu Model (MCGAM) which reflect water redistribution phono mens was developed. The results showed that the MCGAM had a better agreement with measured volumetric water contents than existing Chu Model.

Hotelling의 T-square 통계량을 이용한 강우유발 사면붕괴 예측 (Prediction of Rainfall-Induced Slope Failure Using Hotelling's T-Square Statistic)

  • 김슬비;나종화;서용석
    • 지질공학
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    • 제25권3호
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    • pp.331-337
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    • 2015
  • 본 연구에서는 화강암 풍화토와 편마암 풍화토를 대상으로 모형시험 수행 중 획득한 간극수압, 함수비 데이터를 대상으로 Hotelling의 T2 분석을 실시하여 사면의 이상거동을 감지할 수 있는 기법을 개발하였다. 각 시험에서는 간극수압 3개와 함수비 3개가 동시에 측정되며, 이들의 상관관계를 이용하여 신뢰구간 95.0%와 90.0%를 기준으로 T2 통계량을 계산하였다. 분석결과에 의하면 모형사면 내의 국부적인 붕괴는 센서 위치에 따라 감지하지 못하는 경우가 있으며, 사면 전체붕괴의 경우 수백 초에서 수천 초 전에 T2 통계량이 신뢰구간 90%를 초과하여 이상거동을 감지할 수 있었다. Hotelling의 T2 분석은 동일 사면 내 다양한 측정치 간의 상관성을 분석할 수 있어 유일한 관리기준치를 설정할 수 있으며, 신뢰도 수준에 따라 단계적인 예경보 기준설정이 가능하다.

강우시 국내 불포화 풍화토 사면에서의 습윤영향 분석 (Influence of Rainfall-induced Wetting on Unsaturated Weathered Slopes)

  • 정삼성;김재홍;박성완
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권7호
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    • pp.159-169
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    • 2004
  • 얕은사면 파괴는 지표로 침투하는 강우에 의해 주로 발생한다. 이는 지표수의 침투시 모관흡수력의 감소에 의한 포화깊이 증가에 의해 발생한다. 본 연구에서는 국내의 전형적인 화강풍화토를 대상으로 강우시 사면에서의 습윤영향을 분석하였다. 이를 위하여 filter paper와 tensiometer 실험을 수행하여 함수특성곡선을 산정하였으며, 그에 따른 함수특성곡선의 방정식을 추정하였으며, 기존에 사용되고 있는 Green & Ampt의 포화 깊이 추정식과 수치해석결과를 비교 분석하였다. 본 연구 결과, Green & Ampt모델에 의한 이론 해는 포화깊이를 과소 추정하였으며, 포화깊이가 증가함에 따라 사면안전율은 감소하는 것으로 나타났다. 특히 포화깊이가 약 1.2m이상부터 사면안전율은 현저하게 감소하는 것으로 나타났다.

강우로 인한 철도 연변사면의 활동분석 : 실내모형실험 (Analysis on the Rainfall Driven Slope Failure Adjacent to a Railway : Flume Tests)

  • 사공명;김민석;김수삼;이인용
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.83-91
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    • 2006
  • 최근 지구온난화현상으로 인해 발생하는 국지성 호우는 철도 연변사면 활동 및 활동 토체로 인한 선로매몰 그리고 선로유실 등의 불안정성을 초래하는 요인으로 대두되고 있다. 강우로 인한 사면의 거동에 대한 현장조사 결과 토층의 두께 및 사면의 형태적 특성 등에 따라 서로 다른 활동특성이 관측되었다. 이와 같은 활동특성을 천층 활동타입, 중간층 활동타입, 우곡부 활동타입, 암반 경계부 활동타입 4가지로 분류하였다. 이러한 관측과 관련하여 각 타입의 활동메커니즘을 규명하고 강우시 사면의 거동특성을 분석하고자 실내모형실험을 수행하였다. 실내모형실험은 미립분함량, 초기함수비, 경사각, 다짐에너지를 고정 변수로 취하고 토피고, 강우강도, 사면표면의 형태를 변화시키는 조건으로 수행되었다. 실내모형실험의 결과 천층 활동은 주로 표층에서 발생하며 침식에 의한 활동임을 알 수 있었다. 또한 초기 침식이 상대적으로 다른 활동타입에 비해서 늦게 발생하였으나 침식의 진행은 빨랐다. 우곡부 활동타입은 우곡부로 집수된 빗물로 인하여 침식 정도가 더 심하게 진행되었으며 사면내 위치하는 전석이 드러날 정도였다. 전석층까지 침식이 발생한후 전석의 존재로 인하여 추가적인 침식이 상대적으로 그 이전보다 느리게 발생하였다. 암반 경계부 활동타입의 경우 본 실험에서 가장 빨리 초기 활동 발생이 관측되었다. 각 활동타입에서 공통적으로 관측된 사항은 사면의 하단부에서 초기 변형이 관측되었으며 이러한 관측은 사면내 침투수의 사면방향의 흐름을 의미한다.

습윤경로 함수특성곡선을 고려한 불포화 편마풍화토 사면의 안정해석 (Stability Analysis on Unsaturated Gneiss Weathered Soil Slopes Considering Wetting Path Soil-Water Characteristic Curve)

  • 박성완;신길호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권5C호
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    • pp.191-198
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    • 2009
  • 국내 풍화사면에서의 표면파괴는 주로 강우에 의한 침투로 인하여 발생한다고 알려져 있다. 이러한 파괴는 표면토사부에 강우로 인한 하향 침투수에 흡수력의 감소와 습윤대의 증가에 의하여 야기된다. 따라서 국내에 흔히 존재하는 편마계열 풍화사면토를 대상으로 강우로 인한 습윤 경로 및 그 추이를 현상학적인 접근법으로 살펴볼 필요가 있다. 이에 본 논문에서는 풍화토를 대상으로 습윤 함수특성곡선에 대한 실내실험을 수행하고 결과를 활용하여 강우시 불포화 사면안정해석을 실시하였다. 기존 문헌의 자료에서 현장의 함수특성이 실내시험에서의 습윤경로에서 잘 반영하고 있어 상계 조건으로 실내시험에서 구한 습윤경로 함수특성곡선을 사면해석에 활용하는 것도 합리적임을 알 수 있다.

지반 개량재에 의한 보강사면의 강우시 표면침식에 관한 연구 (A Study on Rainfall-induced Erosion of Land Surface on Reinforced Slope Using Soil Improvement Material)

  • 김유성;김재홍;방인황;서세관
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.49-59
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    • 2013
  • 본 논문은 강우에 의해 발생하는 얕은 사면파괴와 토석류의 원인인 사면 표층에서의 침식과 세굴을 분석하기 위해 무보강 사면에 대한 모형토조 실험을 수행하고, 표면침식의 방지를 위해 flyash를 주재료로 사용한 식생가능 지반 개량재를 이용한 보강사면의 침식작용에 대해 비교분석하였다. 2011년 국토해양부의 비탈면 설계기준에 따르면 우기시 사면의 안정성 평가는 지하수위를 지표면에 위치하여 해석하는 단점을 보완하기 위해 불포화 침투해석을 통한 사면 표층의 얕은파괴에 대한 설계기준을 제시하였다. 추가된 사면 안정성평가를 위해 본 연구에서 언급할 지반 개량재는 기존의 사면표층보호공법인 식생공법이나 이질재료를 덧붙여 보강하는 공법이 아닌 침식 및 세굴에 취약한 원지반토의 전단강도를 증가시켜 침식 및 세굴에 저항을 증가시키고, 표면에 식생이 가능한 지반개량재이다(Bhang, 2007). 본 연구에서 적용한 부분은 사면 표층의 강도 확인과 침식에 대한 감소, 그리고 사면의 안정성 평가에 대한 주된 논의를 하였다. 강우로 인한 표면침식을 확인하기 위해 강우재현장치를 실내에 구축하였으며, 실험결과로 표면침식의 크기는 시료의 전단강도의 크기에 따라 반비례하는 경향을 보였다. 무보강 사면과 보강 사면의 표층에서 침식정도의 비율은 실험결과 1:5 정도로 큰 차이를 보였고, 표층에 흐르는 빗물로 인한 세류침식은 강우량 45mm(강우강도 110mm/hr 일 때, 25분 경과)의 크기일 때 무보강 사면에서 발생하였으나, 보강사면에서는 보다 강한 330mm(강우강도 110mm/hr 일 때, 3시간 경과)의 강우량에서도 세류침식을 발견할 수 없었다. 두 가지 사면의 안정성 검토에서, 우기시에 무보강 사면은 표층에서 사면파괴가 발생하였다. 사면 안정성을 위해 soil nailing으로 사면을 보강할 때보다 flyash로 제작한 지반 개량재로 표층을 보강할 때, 경제적인 측면에서의 효율성 제고와 더불어 보다 신속히 안정성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

2층 지반의 표면파괴에 대한 안정성 평가를 위한 침투거동 해석 (Infiltration Analysis for Surficial Stability Evaluation of Two-layered Slopes)

  • 조성은
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제21권8호
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    • pp.45-53
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    • 2005
  • 강우에 의한 표면파괴는 세계적으로 흔히 볼 수 있는 사면파괴의 형태이다. 본 연구에서는 침투가 사면 표면의 안정에 미치는 영향을 평가하기 위해 일차원 침투모델을 이용한 무한사면 해석법을 연구하였다. 2층으로 구성된 지반에서 임의의 강우에 의해 유발되는 얕은 사면파괴의 가능성을 평가하기 위해서 Green-Ampt모델에 바탕을 둔 수정 GAML(Green-Ampt-Mein-Larson) 모델을 확장하여 재현기간에 따른 강우강도와 지속시간이 고려되는 침투거동을 예측하였다. 예측된 침투거동과 비교하기 위하여 일련의 수치해석이 수행되었다. 그 결과에 의하면 적절하게 선택된 입력값을 사용하면 제안된 간략법이 더욱 엄밀한 해석법인 유한요소해석과 근사한 합리적인 결과를 줌을 알 수 있다.

1991년 용인 -안성 지역 산사태 연구 (A Study on Yongin -Ansung Landslides in 1991)

  • 박용원;김감래;여운광
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제9권4호
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    • pp.103-118
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    • 1993
  • 이 논문은 1991년 7월 21일에 경기도 용인군과 산사태에 대한 자료 및 현장조사 결과를 토대로 2600여 개소에 산사태 면적이 466ha 이상이었다. 한 산사태는 단시간의 집중호우에 의하여 유발된 안성군 일부 지역에 집중호우에 의하여 발생한 작성한 것이다. 이 지역의 산사태 발생규모는 조사 결과 밝혀진 바에 의하면 이 지역에 발생 것으로서, 당일우량이 114mm이상이고 최대시 우량이 40m 이상인 지역(면단위)에서 산사태가 발생하였으며 최대시우량이 62mm 이상인 지역은 모두 산사태가 발생했음을 알 수 있다. 달봉산 일대에 대한 현장조사에 의한 형태학적 검토에 의하면,활동깊이 비(D/L)를 사용하는 Walker의 분류법을 사용했을 때, 20%가 평행활동, 50%가 유동 형태로 분류되었으며 30%는 유동과 활동의 중간형태였고 회전활동으로 분류되는 것은 거의 없었다. 산사태의 90%이상이 사면 경사 20$^{\circ}$-40$^{\circ}$, 활동사면길이 50m이하에서 발생하였고, 사면활동시발점은 50%가 7부 능선 이상 에 위치하고 있었다. 이 지역에서는 수종에 따르는 삼림의 산사태 억제효과상 차이를 볼 수 없었다.

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