• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권4C호
• /
• pp.169-175
• /
• 2012

불포화토의 함수특성은 구속효과 및 이력현상에 따라 변화한다. 이로 인하여 불포화 지층의 유효응력을 정의할 때, 모관흡수력이 기여하는 효과가 깊이에 따라 변화하거나 침투 및 증발과정에서 상이하게 나타난다. 불포화토의 유효응력은 흡수응력 특성곡선에 근거하여 일반화 할 수 있다. 이러한 일반화를 위해서, 구속응력과 함수특성곡선의 관계를 찾는 것이 필요하다. 본 연구에서는 다양한 구속응력을 가한 상태에서 압력판 추출시험을 수행하고 건조 및 습윤과정에서 나타나는 함수특성의 이력현상을 획득하였다. 그리고 각 이력과정에 대한 유효 체적함수비와 모관흡수력 관계를 구할 수 있었다. 이로부터 모관흡수력에 따른 흡수응력 특성곡선을 정의할 수 있었다. 또한 삼축시험시 구한 불포화 전단강도로부터, 흡수응력과 유효응력을 모관흡수력으로부터 구할 수 있었다. 함수특성에 근거한 유효응력 파괴규준은 유일하게 나타났으며 포화시 파괴포락선과 일치하였다. 삼축시험으로부터 구한 흡수응력은 대표 함수특성곡선으로부터 구한 것과 유사하게 나타났다. 따라서 각 이력과정에서 구속효과에 대하여 함수특성곡선이 유일하게 정의될 수 있음을 입증하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.53-64
• /
• 2009

강우침투로 인하여 많은 사면이 붕괴되고 있다. 따라서 사면에 대한 최근 연구들은 강우가 유발하는 사면의 불안정성에 초점이 맞춰져 있으며 강우침투 문제는 중요한 사면붕괴 발생 요인으로 인식되고 있다. 강우가 사면 내부의 모관흡수력을 감소시키면서 사면 내부로 침투되며 심지어 지반특성에 따라 표층 근에서 양의 간극수압이 발생할 수도 있다. 이러한 현상은 사면 강도를 감소시켜 사면 붕괴를 유발할 수 있다. 국내 여러 공공기관에서는 지하수위가 표층 또는 밀정 깊이 내에 존재하도록 하여 사면의 포화상태를 가정하는 보수적인 사면 설계방안을 제시하였으나, 이러한 가정은 대부분 부적절하고 이를 만족시키기 위해 때로는 사면설계 단계에서 잘못된 지반물성이 사용되기도 한다. 본 논문에서는 실제 강우침투 현상을 고려하여 보다 합리적으로 사면의 안정성을 평가하는 기법이 제안되었다. 국내 풍화토에 대한 불포화 지반물성(강도, 함수특성곡선, 투수곡선)이 실험적으로 획득되었으며, 인공신경망 모델을 통해 간접적으로도 추정되었다. 또한 현장 계측자료의 불확실성을 보완하기 위하여 사면의 불안정성 평가기법에 대하여 결정론적 해석과 확률론적 해석에 기반한 실시간 사면 붕괴 경보 기준이 모니터링 시스템에 도입되었다. 이러한 사면안정성 평가기법은 사면 내부의 모관흡수력, 함수비와 같은 중요요소를 계측한 현장자료와 접목하여 강우에 따라 불안정해진 사면에 대한 조기 경보시스템으로 활용될 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.45-53
• /
• 2015

본 연구에서는 불포화토에 대한 압력판 추출시험을 수행하여 함수특성곡선을 구하고 불포화토의 삼축압축시험을 실시한 후, Geostudio 2007의 SEEP/W 해석 프로그램을 이용하여 부정류 침투해석을 수행하였으며, SLOPE/W 해석프로그램으로 비탈면 안정성을 검토하였다. 그 결과 모관흡수력 증가에 따라 순체적응력과 축차응력이 증가하고 겉보기점착력도 선형적으로 증가함으로 써 전단강도가 증가함을 알 수 있었다. 강우침투해석 결과 높은 음의 간극수압에서는 적은 강우량에도 간극수압의 증가폭이 크게 나타났고, 일정깊이 이하의 심도에서 지하수위의 상승을 제외하면 강우의 영향을 받지 않음을 알 수 있었다. 비탈면의 파괴양상과 동일한 단면으로 파괴면을 일정하게 고정시켜 안정 해석한 결과 실제로 비탈면 파괴 시에 안전율이 1.0 이하로 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제24권10호
• /
• pp.15-23
• /
• 2023

본 연구에서는 국내의 대표적 풍화토인 편마풍화토에 점토함유량 0%, 5%, 10%의 혼합토로 조성된 비탈면에 대해 강우 시 침투거동을 조사하고, 강우침투로 인한 불포화 비탈면의 안정성을 검토했다. 이를 위해 본 연구에서는 불포화 함수특성시험을 통해 함수특성곡선을 획득했고, 포화 삼축압축시험을 통해 강도정수를 얻었다. 얻어진 결과를 토대로, 침투해석과 안정해석을 통해 비탈면의 강우침투로 인한 포화대 형성과 안전성에 점토함유량과 선행강우 효과를 나타내는 초기흡수력이 미치는 영향에 대해 조사하였다. 그 결과, 지반의 초기흡수력이 높을수록 비탈면의 포화대 형성이 늦춰졌다는 것을 알았다. 또한 점토함유량이 증가할수록 지반의 전단강도 증대와 더불어 강우침투에 대한 저항성을 높이는 효과를 가지며, 비탈면의 안전성을 크게 향상시킨다는 것을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권1C호
• /
• pp.1-9
• /
• 2009

본 연구에서는 국내 풍화토 사면에서의 일반적 적용 경사 기준인 1:1.5, 1:1.8, 1:2.0 경사에 대하여 함수특성과 투수특성 을 고려한 강우 시 사면의 침투거동특성을 SEEP/W 로 평가하였고, 그 결과를 활용하여 SLOPE/W 로 간극수압의 변화에 따른 무한사면 거동을 분석하였다. 또한 기존 이론인 Fredlund and Xing을 이용하여 함수특성곡선을 결정하고 강우강도에 대하여 지속시간이 달라지는 경우 화강풍화토 사면의 지반조건을 변화시켜 포화깊이, 안전율 변화를 수치해석적으로 접근하여 검토하였다. 본 연구결과 강우의 지속시간이 증가함에 따라 포화심도가 증가하는 것을 볼 수 있었고, 사면의 기울기가 완만해짐에 따라 포화심도가 증가하는 것으로 나타났으며, 지속강우특성을 고려한 해석을 통해 안전율의 경향을 확인할 수 있었다. 실제의 사면 거동을 좀 더 정확히 모사하기 위해서는 지속강우특성을 고려한 불포화토 해석을 통해 간극수압 분포를 산정한 후 사면안정해석을 실시하는 것이 필요하다고 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제9권3호
• /
• pp.87-93
• /
• 2010

저수지의 수위변화는 저수지 주변 강기슭 사면파괴의 주요 요인이다. 중국의 삼협댐 저수위는 홍수량 조절을 위해 145m와 175m사이에서 변화한다. 삼협댐 저수위의 정상적 운영상태에서 저수위 변동속도는 0.67m~3.0m의 범위에 있다. 마지아고 사면은 자시강의 2.1km 상류 좌측기슭에 위치한다. 자시강은 삼협지역내에 있는 양츠강의 지류이다. 2003년 저수위가 95m에서 135m로 상승한 직후, 마지아고 사면의 후면부에서 길이 20m, 폭 3~10의 균열이 발생하였다. 지금은 균열 보수 후 특별한 징후는 보이지 않고는 있으나, 이 큰 균열은 마지아고 사면의 산사태 가능성을 암시하고 있었다. 이 연구에서는 침투해석에서 얻어진 간극수압을 저수위 변동에 따른 안전율 변화를 평가하기 위해 사용되었다. 안전율 평가는 한계평형해석에 의한 사면안정해석에 의해 수행되었다. 한계평형해석에서 전단강도에 미치는 부의 간극수압 효과는 불포화 흙에 대한 프레드런드의 전단강도식을 사용하여 고려하였다. 연구결과 강기슭사면의 안전율은 저수위의 상승, 하강에 따라 감소와 증가의 경향을 보이나, 가장 위험한 상태는 저수위가 최대높이를 장기간 유지할 때인 것으로 나타났다.