노천광산사면은 일반적으로 경제성 문제로 지보대책을 고려하지 않고 설계된다. 그러나 최종 잔벽사면은 장기적인 안정성이 필요하므로 경우에 따라서는 안정성을 높일 수 있는 적절한 대책이 필요하다. 본 연구를 위해 S 석회석 광산의 지질 및 불연속면 조사, 암반평가, 강도시험 등 현장조사를 수행하였다. 그리고 최종 잔벽사면에 대해 평사투영, SMR, 수치해석을 통한 안정성 평가를 실시하고, 최종 잔벽사면의 처리방안을 제안하였다. 해석결과, 사면 전체규모에서 파괴는 예상되지 않지만, 벤치규모의 사면파괴는 발생할 가능성이 있다. 최종 잔벽사면은 프리스플리팅 발파로 정리하고, 중간 소단에 폭이 넓은 berm을 설치하거나 국부적으로 지하수 유출이 있는 곳에는 수평배수공 등을 시공하여 벤치사면의 안정성을 높일 수 있을 것이다.
Our country has a tendency to build many structures by cutting mountainous areas due to geographical features. Among these construction done in our country, road construction take the first spot in rank. As the construction is done, fractured inclining plane is created inevitability because of the natural properties of mountainous areas. The stability of the fractured inclining planes and slope formed in the opening, which are developed at the time of construction, need to be evaluated. Also, reinforcement plans for these matters are necessary. This paper is to go through an examination on the fractured inclining surface that is developed at the time of construction, especially the composite inclining plane that consists of soil and rocks. Furthermore, evaluating the stability by performing an analysis on stereographic projection and limit equilibrium, based on the examination results. using the stability evaluations, applications were explored for reinforcement methods of construction that fits the geological characters of this inclining surface.
본 연구에서는 활동억지시스템인 억지말뚝, 앵커, 쏘일네일링으로 보강된 성토 및 절개 사면에 적용 가능한 SLOPILE (Ver 3.0)프로그램을 개발하였다. 이 프로그램에는 한계평형이론에 의한 평면파괴 및 원호파괴에 대한 해석이 가능하도록 하였다. 한편, SLOPILE(Ver 3.0)프로그램의 설계 적용성을 검토하기 위하여 현재 범용적으로 사용되고 있는 TALREN 및 SLOPE/W프로그램을 비교하였다. SLDPILE(Ver 3.0)프로그램은 억지말뚝, 쏘일네일링 및 앵커로 보강된 사면의 안정해석이 모두 가능하다. 그러나, TALREN 및 SLOPE/W프로그램에서는 억지말뚝으로 보강된 사면의 안정해석이 불가능함을 알 수 있다. 한편, 해석 사례를 통하여 SLOPILE(Ver 3.0)프로그램에 대한 안정성과 정확성을 확인할 수 있다. 그러므로, SLOPILE(Ver 3.0)프로그램은 활동억지 시스템으로 보강된 사면에 대한 사면안정 해석에 가장 적합함을 알 수 있다.
Regional evaluations of slope stability by the failure criterion and by environmental geological factors were conducted. The failure criterion is the general conditions for plane failure which consider the geometrical conditions between geological discontinuities and topographical slope planes. The factor focused in this condiction is dip and dip direction. Geostatics, named semivariogram was used for establishing structural domains in slope stability evaluation by the failure criterion. The influential range was calculated to 6 km in the case of dip direction of dominant joint set and 7 km in the case of dip of the same dominant joint set. Then applying this failure criterion to the study area produced a slope stability map using the established domains and slopes generated by TIN module of ARC/INFO GIS. This study considered another regional slope stability analysis. 5 failure-driven factors 9the unstable slope map, geology, engineering soil, groundwater, and lineament density) were selected and used as data coverages for regional slope stability evaluation by geoenvironmental factors. These factors were weighted and overlayed in GIS. From the graph of cumulatave area (%) and instability index, finding critical points classified the instability indices. The most unstable slopes are located in the southern area of Mt. Eorae, Dabul-ri, and the eastern area of Junkok-ri in the first area is plane failure. Also, the expected orientations of failure are 59/338 and 86/090 (dip/dip direction).
Recently, computer technique for the analysis of slope stability enable to reduce a considerable time and efforts. And also, stability problems can be approached by using stablility chart which was basically developed to handle the problems under simple conditions only. Most of the conventional slope stability computer programs and stability chart are still based on the general limit equilibrium method. 16 types of sample slopes and 2 types of failure slope were compared and analysed by stability charts and programs. This research work intend to apply 4 types of conventional computer programs based on the same theoretical backgroung and 7 types of stability charts for solving the same stability problems and the results and compared and analysed in order to justify their reliability.
암반은 암석재료 자체의 역학적 성질과 암반내에 분포하는 불연속면의 기하학적 특징에 의해 그 역학적 특성이 좌우된다. 암반사면의 경우에는 불연속면에 의해 특히 파괴면의 위치와 파괴후의 거동 등이 달라진다. 본 논문에서는 불연속면의 규모에 따라 암반사면의 파괴형태가 달라지는 점을 고려하여, 원호파괴와 평면파괴 안정해석을 위한 2개의 3D 해석방법을 개발하고 실제 사면에 적용하여 그 적용성을 검토하였다. 결과, 원호파괴의 경우, 자연건조상태에서는 안정하지만 강우에 의해 표층 함수비가 증가하면 불안정해지는 해석 결과를 얻었다. 평면파괴의 경우도 강우에 의해 불연속면 자체의 마찰각이 감소하는 영향에 의해 건조상태보다 불안정해지는 결과가 나타났다. 이상의 해석 결과로부터 실제 사면에서의 현상을 잘 반영하는 것으로 보아, 개발된 해석방법이 사면안정성 검토 또는 유지관리의 목적으로 적용가능하다고 판단된다.
Newmark 활동블록법을 이용하여 지진시 토사면의 영구변위를 산정할 경우 항복지진계수의 결정은 매우 중요하다. 그러나 기존에 제안된 항복지진계수는 일반적으로 한계평형해석에 기초하고 있어 역학적조건 중 평형조건만을 만족하므로 역학적으로 엄밀하지 못하다. 따라서 기 제안된 항복지진계수를 이용하여 토사면의 영구변위를 산정할 경우 문제점를 야기할 수 있다. 한계해석은 역학적으로 엄밀한 해의 범위를 산정하는 해석기법으로 항복지진계수의 역학적 엄밀성을 판단하는데 유용하다. 본 연구에서는 안정수, 사면경사, 지반물성 등에 따른 다양한 해석조건을 고려하여 실무적용에 유용한 항복지진계수 산정도표를 제안하였다.
It is essential for geotechnical engineers to conduct studies and make predictions about the stability of slopes, since collapse of a slope may result in catastrophic events. The Gaussian process regression (GPR) approach was carried out for the purpose of predicting the factor of safety (FOS) of the slopes in the study that was presented here. The model makes use of a total of 327 slope cases from Iran, each of which has a unique combination of geometric and shear strength parameters that were analyzed by PLAXIS software in order to determine their FOS. The K-fold (K = 5) technique of cross-validation (CV) was used in order to conduct an analysis of the accuracy of the models' predictions. In conclusion, the GPR model showed excellent ability in the prediction of FOS of slope stability, with an R2 value of 0.8355, RMSE value of 0.1372, and MAPE value of 6.6389%, respectively. According to the results of the sensitivity analysis, the characteristics (friction angle) and (unit weight) are, in descending order, the most effective, the next most effective, and the least effective parameters for determining slope stability.
본 연구에서는 도로시공을 위한 사면절개시 발생된 산사태 현장을 대상으로 강우시 침투를 고려한 사면안정해석 방법을 적용하였다. 강우시 침투를 고려한 사면안정해석법은 크게 세가지로 구분할 수 있다. 첫 번째는 지반내 습윤전선이 하강을 고려하여 해석하는 방법, 두 번째는 지반내 지하수위의 상승을 고려하여 해석하는 방법, 그리고 세 번째는 지반내 습윤전선 하강 및 지하수위 상승을 고려하여 해석하는 방법이다. Bishop의 간편법을 이용하여 해석한 결과, 강우시 습윤전선 하강으로 인한 사면안전율 감소가 지하수위 상승으로 인한 사면안전율 감소보다 빠르게 진행됨을 알 수 있다. 또한, 습윤전선 하강 및 지하수위 상승이 동시에 일어날 경우 사면안전율은 매우 급속하게 감소함을 알 수 있다. 따라서, 강우시 사면안정해석법은 지반내 지하수위 상승과 습윤전선 하강을 동시에 고려하여 해석하는 것이 보다 바람직하다.
The stability condition of rock slopes is greatly affected by the geometry and strength parameters of discontinuities in the rock masses. Rock slopes Involving movement of rock blocks on discontinuities are failed by one or combination of the three basic failure modes-plane, wedge, and toppling. In rock mechanics, practically all the parameters such as the joint set characteristics, the rock strength properties, and the loading conditions are always subject to a degree of uncertainty. Therefore, a reasonable assessment of the rock slope stability has to include the excavation of the multi-failure modes, the consideration of uncertainties of discontinuity characteristics, and the decision on stabilization measures with favorable cost conditions. This study was performed to provide a new numerical model of the deterministic analysis, reliability analysis, and reliability-based optimization for rock slope stability. The sensitivity analysis was carried out to verify proposed method and developed program; the parameters needed for sensitivity analysis are design variables, the variability of discontinuity properties (orientation and strength of discontinuities), the loading conditions, and rock slope geometry properties. The design variables to be optimized by the reliability-based optimization include the cutting angle, the support pressure, and the slope direction. The variability in orientations and friction angle of discontinuities, which can not be considered in the deterministic analysis, has a greatly influenced on the rock slope stability. The stability of rock slopes considering three basic failure modes is more influenced by the selection of slope direction than any other design variables. When either plane or wedge failure is dominant, the support system is more useful than the excavation as a stabilization method. However, the excavation method is more suitable when toppling failure is dominant. The case study shows that the developed reliability-based optimization model can reasonably assess the stability of rock slopes and reduce the construction cost.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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