대부분 사면파괴는 장마기간의 집중호우로 인해 발생하고 있다. 일정시간 강우가 지속되면, 지반의 함수비가 증가되고 모관흡수력이 감소되기 때문에 사면의 안전율은 저하된다. 지하수위 변화로 해석되는 안전율 설계기준은 실제 사면에서 일어나는 현상들을 설명하기에 부족함이 많이 있기 때문에 사면의 관리, 설계, 그리고 시공하는 문제에 있어서 불포화지반의 침투거동을 정확히 예측하여 사면의 불안정성을 평가하는 것이 요구된다. 일반적으로 강우에 의해 사면전체가 포화되는 것이 아니라 강우시간이 지속됨에 따라 얕은 깊이부터 포화되고, 모관흡수력은 급격히 감소한다. 이 상태가 지속되면 지반의 강도가 감소하여 대부분 얕은 파괴 또는 표층파괴 형태로 사면붕괴가 시작된다. 본 논문에서는 전통적인 사면의 건기와 우기시 사면안정해석과 불포화지반의 침투해석을 연계한 사면안정해석을 이론식과 수치해석의 검증을 통하여 포화토와 불포화토의 차이점을 실제 현장사면에 적용하여 비교분석하였다.
전통적인 보강토옹벽 설계에서의 안정성 검토는 내적 외적 안정으로 구분하여 평가하며, 내적 안정은 보강재의 인발, 파단를 대상으로 하고 외적 안정은 구조체의 침하, 전도, 활동을 대상으로 한다. 최근 지반물성과 해석모델이 갖는 고유 불확실성을 최소화하기 위하여 신뢰성해석이 개발되어져 왔다. 본 연구에서는 내적 외적 안정이라고 정의되는 다양한 파괴모드에 대한 동시 파괴확률의 산정할 수 있도록 체계 신뢰성해석을 제안하였다. 단일구간 모드해법을 적용함에 의해 여러 안정해석에 대한 파괴모드를 통합하여 보강토옹벽 전체 시스템의 안정성을 평가할 수 있도록 하였다. 동시 파괴확률을 이용하면 대상으로 하는 안정해석모델과 파괴형상 및 파괴확률을 복합적으로 고려할 수 있기 때문에 개선된 안전성을 확보할 수 있을 것으로 판단되며, 안정해석모델별로 여러 지표를 이용하여 평가되었던 보강토옹벽의 설계를 대표 지표를 통하여 평가할 수 있다.
It has been reported that many slope failures in unsaturated soils are mainly caused by downward infiltration due to rainfall. The rainfall characteristics could be an important factor, and more predictable slope failures can be achieved by considering more reasonable rainfall conditions. So, a need exists that these trends of infiltration in weathered soils, which is commonly found in Korea, are assessed by considering rainfall conditions based on phenomenological approach. In this paper, numerical analyses of unsaturated soil slope under rainfall conditions are presented based on the soil-water characteristic curve in the laboratory and huff method. Then the performance of unsaturated weathered soil slopes was evaluated under various conditions after applying the effect of overburden pressure on SWCCs and fines contents. The results demonstrated that the rainfall conditions using Huff method can be very effective and the proper application on analysis is very important to enhance the prediction on unsaturated slope stability.
The slope stability of waste landfill has been a problem in domestic and foreign countries. Waste landfills are being constructed in a reclaimed land or mountainous area. But most of these places are consisted of steep slope and hence it is necessary to use the geosynthetic liners in there. The large size direct shear test(30cm x 30cm) equipment was used to determine the interface friction angles between CCLs and soil & geomembranes. The centrifuge model tests were performed to investigate the slope stability with considering various geosynthetic liners conditions and degree of slope. The results of centrifuge model test indicate that the degree of saturation of GCL, roughness of geomembrane, and slope of landfill have greatly influenced on the slope stability of solid waste landfill.
In this study, two kinds of soil-based proficiency testing materials (PTMs), NICE-012L and NICE-012R were prepared and certified for Benzen, Toluene, Etylbenzene and Xylene with evaluation of uncertainties. In order to analyse BTEX (Benzen Toluene Etylbenzene Xylene) for the candidate materials, GC/MS was used after pretreatment according to methods of soil analysis by Ministry of Environment. For the homogeneity test among bottles in terms of candidate materials, ISO 13528 and IUPAC Protocol were used and according to the result, both candidate materials showed sufficient homogeneity. Also, the stability test over the candidate materials was accessed according to the ISO Guide 35 by classifying short-term and long-term stability and the result showed that both candidate materials showed decent stability. The reference values of the two candidate materials depending on BTEX components were derived from the average of the 11 samples that were used for verification of the samples' homogeneity. Uncertainty of measurement was combined by uchar that was caused by a characteristic value, $u_{bb}$ that was caused by between-bottle homogeneity, and $u_{stab}$ that was caused by stability, and then combined uncertainty ($u_{PTM}$) was multiplied to the coverage factor (k) derived from the effective degree of freedom from each factor that leads to expanded uncertainty (U) in about 95% of confidence level. The proficiency testing materials developed through this study were supplied to National Institute of Environmental Research (NIER) and utilized as an external proficiency testing materials for evaluating analysis capacity of soil agencies with specialty in terms of soil analysis approved by Minister of Environment.
강우의 침투가 사면안정에 미치는 영향을 평가하기 위해 강우의 침투해석을 수행하고 그 결과를 한계평형해석에 적용하는 안정해석 절차가 널리 사용되고 있으나 지반은 흙 입자, 물과 공기로 이루어진 3상의 물질이므로 사면을 통한 강우의 침투를 엄밀하게 해석하기 위해서는 물, 공기의 흐름과 흙의 응력-변형거동이 완전 연관된(fully coupled) 식을 고려해야 한다. 본 연구에서는 공기와 물의 흐름이 사면의 역학적 안정에 미치는 영향을 연구하기 위하여 우리나라에 널리 분포하는 풍화잔류토 사면에 대하여 3상이 연동된 흐름해석을 수행하였다. 강우침투가 사면안정에 미치는 영향을 평가하기 위하여 강도감소법에 의한 사면 안정해석을 수행하였다. 해석결과에 의하면 침투하는 강우가 공기를 밀어내 공기의 흐름이 발생하고 공기압이 증가하였다. 이러한 간극에서의 물과 공기의 상호작용은 사면의 응력-변형거동에 영향을 미쳐 공기의 흐름을 고려하지 않은 흙 입자-물의 연관해석의 결과와는 다른 사면안정 거동을 보였다.
강우시 우수의 침투로 사면의 안정성은 감소되며, 사면활동에 의한 피해를 최소화하기위해 강우시 토사사면에 대한 사면 안정해석시 지표까지 완전히 포화되는 조건으로 설계하도록 설계기준을 강화하고 있다. 그러나 이와 같은 설계방식은 강우강도, 강우지속시간, 지반특성, 사면의 기하학적 특성 등과 관계없이 동일하게 지표까지 완전 포화조건으로 설계함으로써 지나치게 과다하게 설계되는 경향이 있는 등 문제점이 지적되고 있다. 또한 대부분의 토사사면은 불포화상태에 있으며, 불포화특성을 고려한 사면 안정해석이 수행되어야 할 것이다. 본 논문은 강우시 토사 사면이 완전 포화되기까지 소요되는 강우지속시간을 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 이를 위해 본 논문에서는 불포화토의 흙-수분 특성과 포화시 투수계수, 사면의 기하학적 조건, 강우강도 등을 고려하여 불포화토 사면에 대한 유한요소해석을 실시하여 강우시 토사사면이 완전 포화되기 까지 소요되는 강우지속시간을 예측하였으며, 이들 해석결과로부터 간편하게 사용할 수 있는 예측도표를 제시하였다.
아파트 건설용 부지내에서 중금속 및 유류로 오염된 토사가 발견되었다. 7개 위치에서 대표적인 시료를 채취하였으며 이 오염된 토사의 지반공학적 안정성을 확인하기 위하여 중금속 및 유류에 대한 환경공학적 검토가 이루어졌다. 2개 위치의 토사는 유류로 심하게 오염되어 있어 현장의 특정지역으로 반출하여 폐기해야 하는 것으로 판단하였다. 토양오염우려수준인 1개 위치의 토사에 대하여 성토재로서의 활용가능성을 확인하기 위하여 성토 안정성에 대한 해석을 수행하였으며 성토재로 사용할 수 있는 것으로 판단하였다.
Uncertainty is a fact belonging to engineering practice. An important uncertainty that sets geotechnical engineering is the variability associated with the properties of soils or, more precisely, the characterization of soil profiles. The reason is due largely to the complex and varied natural processes associated with the formation of soil. Spatial variability analysis for the study of the stability of natural slopes, complementing conventional analyses, is able to incorporate these uncertainties. In this paper the characterization is performed in back-analysis for a case of landslide occurred to verify afterwards the presence of the conditions of shear strength at failure. This approach may support designers to make more accurate estimates regarding slope failure responding, more consciously, to the legislation dispositions about slope stability evaluation and future design. By applying different kriging techniques used for spatial analysis it has been possible to perform a 3D-slope reconstruction. The predictive analysis and the areal mapping of the soil mechanical characteristics would support the definition of priority interventions in the zones characterized by more critical values as well as slope potential instability. This tool of analysis aims to support decision-making by directing project planning through the efficient allocation of available resources.
The effect of heavy construction equipment on the excavated slope is investigated by slope stability analysis. A mobile crane with 500 kN capacity is applied as a working load to the background surface of the excavated slope, in both sandy soil and clay, designed to guarantee the safety of slope stability. Major parameters such as the distance between the edge of the slope and the mobile crane, groundwater level, and ground plate size of the mobile crane are considered. Only 23.8% and 14.3% of the analysis models with sandy soil and clay excavated slope, respectively, satisfied the slope stability. By changing the slope of the sandy soil from 1:1.0 to 1:1.2, the number of analysis models securing slope stability increased from 23.8% to 40.5%. For the clay excavated slope, the analysis models securing slope stability increased from 14.3% to 42.9% by changing slope inclination from 1:0.8 to 1:1.2. In addition, it is found that the increase in the size of the ground plate of the mobile crane increases the analysis models that secure slope stability. Therefore, it is an effective way to relax the excavated slope's inclination angle and simultaneously increase the ground plate size to guarantee stability.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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