본 논문에서는 사면붕괴해석에 대한 유한요소법의 적용에 대하여 검토하였다. 사면안정문제에 대해 가장 일반적으로 사용되는 방법은 한계평형이론에 의한 절편법이다. 또한 유한요소법은 지반의 응력, 변형률을 분석하는 방법으로 널리 인식되어 있다. 본 논문에서는 유한요소법으로 사면안정해석시, 요구되는 최소안전율 계산방법을 효율적으로 고려하는 방법에 대하여 검토하였다. 그리고 유한요소법으로 사면의 붕괴해석을 하는 경우에, 적용되는 해석방법 및 그 결과에 미치는 요인에 대하여 검토하였다. 또한, 여러 사면의 경우에 대하여 기존의 한계평형법에 의한 절편법과 유한요소 해석결과를 비교, 검토하였다.
Numerical stability analysis of an unsaturated infinite slope under rainfall-induced infiltration conditions was performed using generalized effective stress to unify both saturated and unsaturated conditions The soil-water characteristic curve (SWCC) of sand with a relative density of 75% was initially measured for both drying and wetting processes. The hydraulic conductivity function (HCF) and suction stress characteristic curve (SSCC) were subsequently estimated. Under the rainfall-induced infiltration conditions, transient seepage analysis of an unsaturated infinite slope was performed using the finite element analysis program, SEEP/W. Based on these results, the stability of an unsaturated infinite slope under rainfall-induced infiltration conditions was examined in relation to suction stress. According to the results, the negative pore-water pressure and water content within the slope soil changed over time due to the infiltration. In addition, the variation of the negative pore-water pressure and water content led to a variation in suction stress and a subsequent change in the slope's factor of safety during the rainfall period.
The kinematical approach of limit analysis is used to estimate the three dimensional stability analysis of rock slopes with nonlinear Hoek-Brown criterion under earthquake forces. The generalized tangential technique is introduced, which makes limit analysis apply to rock slope problem possible. This technique formulates the three dimensional stability problem as a classical nonlinear programming problem. A nonlinear programming algorithm is coded to search for the least upper bound solution. To prove the validity of the present approach, static stability factors are compared with the previous solutions, using a linear failure criterion. Three dimensional seismic and static stability factors are calculated for rock slopes. Numerical results of indicate that the factors increase with the ratio of slope width and height, and are presented for practical use in rock engineering.
본 논문에서는 절 성토 사면의 안정성에 영향을 미치는 영향인자의 민감도 분석을 수행하였다. 사면안정성 해석은 건기 및 우기조건, 지진시로 구별하여 해석하였다. 건기와 우기 조건에 대한 민감도 분석결과, 절토사면에서는 점착력, 내부마찰각, 단위 중량 등이 사면안정성에 미치는 영향은 우기조건 보다 더 큼을 알 수 있고, 성토사면에서는 건기와 우기조건에서 모두 유사한 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한 수평지진계수는 전체사면에서 건기와 우기조건에 관계없이 유사한 값의 범위로 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 강도정수인 점착력과 내부마찰각은 건기 및 우기조건에 관계없이 사면안정성에 단위중량, 지진계수에 비하여 상대적으로 큰 영향을 미치는 영향인자로 나타났다.
In case of slope failure by planted protection is constructed on the slope according to of the choice trend of a recently environmental-friendly countermeasure, there has a limitation about diagnosis and preparation of measure. Also, collapse of tunnel pithead department slope has maximum in construction and countermeasure method of construction choice unlike cut-slope. In this study, analyzed inside circumstance of slope using geophysical exploration for stability analysis and countermeasure inside presentation of tunnel pithead department slope which collapse happens. geophysical exploration used dipole(Dipole-Dipole) method that is based to distribution principle does specific resistance, goes side by side with on-the-spot observation and draws base strength parameter and executed stability analysis, and presented stabilization countermeasure inside of collapse slope on this. I wish to conduce in development and research for use technical development of geophysical exploration technique hereafter by executing geophysical exploration in road collapse spot applying through this study.
This study presents the slope stability analysis results for the model slope test. The model slope was made of the soil reinforced by FPF(Fibrillated Polyprophylene Fiber). The shear strength properties of the soil reinforced by FPF fibers were evaluated through the direct shear tests. The model slope 1:1 and 1:1.5 were made and the load tests were performed. Back analysis using limit equilibrium method was carried out to evaluate the shear strength increase on the FPF reinforced slope. The factor of safety of the FPF reinforce slope increased about 23% over unreinforced slope.
A reliability based slope stability assessment method is proposed and examined considering the variation of matric suction which is measured by a real time slope monitoring system. Mean value first order reliability method and advanced first order reliability method are used to calculate reliability indices of a slope. The applicability of methods is compared by applying them to the range of matric suctions measured by the real-time monitoring system. Sensitivity analysis is also performed to examine the contribution of random variables to the reliability index of slope. Finally, the proposed method is applied to a model slope. The results show that the reliability index of slope can be used for efficient slope management by quantifying the risk of slope in real time.
지진에 대한 사면안정 해석은 지진에 의한 관성력을 정적하중으로 고려하는 유사정적해석을 널리 사용하고 있다. 사면과 같은 지반 구조물은 지반정수의 불확실성이 포함되어 있어 확률론적 해석을 이용하여 지반정수의 불확실성을 고려해야 한다. 본 연구에서는 지반의 불확실성을 고려한 확률론적 사면안정해석을 수행하였으며, 구조물이 임의 수준의 지반 운동을 받을 때 파괴상태에 도달하는 확률을 그래프로 나타낸 취약도 곡선을 작성하였다. 유사정적해석으로 확률론적 사면안정해석을 수행하기 위해 Monte Carlo Simulation(MCS)을 시행하였다. MCS의 소요 시간을 단축하기 위하여 인공신경망 기반의 응답면 기법을 이용해 파괴확률을 산출하여 수평지진계수별 취약도 곡선을 작성하는 방법을 제시하였다. 인공신경망을 이용하여 작성한 취약도 곡선을 MCS의 결과와 비교해 본 결과 상당한 시간 절약에 비해 유사한 결과를 얻을 수 있었다.
The variation of the undrained shear strength (cu) is an important consideration for assessing slope stability in engineering practice. Previous studies focused on the three-dimensional (3D) stability of slopes in normally consolidated clays generally assume the undrained shear strength increases linearly with depth but does not vary in the horizontal direction. To assess the 3D stability of slopes with spatially varying undrained shear strength, the kinematic approach of limit analysis was adopted to obtain the upper bound solution to the stability number based on a modified failure mechanism. Three types failure mechanism: the toe failure, face failure and below-toe failure were considered. A serious of charts was then presented to illustrate the effect of key parameters on the slope stability and failure geometry. It was found that the stability and failure geometry of slopes are significantly influenced by the gradient of cu in the depth direction. The influence of cu profile inclination on the slope stability was found to be pronounced when the increasing gradient of cu in the depth direction is large. Slopes with larger width-to-height ratio B/H are more sensitive to the variation of cu profile inclination.
본 논문은 도로공사시 발생된 붕괴사면을 대상으로 사면안정성을 검토하고, 불안정할 경우 합리적인 사면보강공법을 제안한 현장사례 연구이다. 사면조사결과 대상사면은 5개의 대규모 인장균열을 포함하고 있으며, 사면활동은 인장균열에서 시작하여 표토층과 풍화암층사이까지 발생된 것으로 판단된다. 사면안정해석은 건기시와 우기시에 대하여 각각 수행되었으며, 대상사면은 현재 불안정한 것으로 예측되었다. 사면보강공법은 사면의 파괴규모에 따라 선정하는 것이 바람직하다. 즉, 파괴규모에 따라 소규모파괴, 중규모파괴, 그리고 대규모파괴로 나누고 각각의 파괴규모에 따라 사면보강공법을 결정할 수 있다. 대상사면의 경우 대규모파괴에 해당하므로 사면보강공법은 안전율증가공으로 억지말뚝공을 채택하고, 안전을 유지공으로 식생공(Seed Spray) 및 지표수배제공을 채택할 수 있다. 억지말뚝으로 보강된 사면의 안정해석을 위하여 SLOPILE(Ver 3.0)프로그램을 적용하였다. 사면안정 해석결과 1열의 억지말뚝을 시공할 경우 안정한 것으로 나타났으며, 해석결과로부터 억지말뚝의 사면안정효과를 확인할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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