• 한국지반공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.41-49
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• 2014

집중강우 시에는 사면의 얕은 심도에서 파괴가 빈번하게 발생한다. 사면의 표층 지반은 심도에 따라서 조밀해지는 특성이 있으며 지반의 투수특성과 강도특성도 달라지므로 강우시 사면의 얕은 심도에서 발생하는 파괴의 원인분석과 안정해석은 이러한 지반특성 변화를 고려할 필요가 있다. 본 연구에서는 사면의 표층 부근의 지반특성 변화가 강우시 사면의 안정성에 미치는 영향을 수치해석적으로 분석해 보고자 하였으며, 표층 근처에서 심도에 따라 구한 지반특성 값을 적용하는 방식에 따라 강우침투와 사면안정해석 결과의 차이를 비교해 보았다. 실제 강우시 파괴가 발생한 사면을 대상으로 사면의 표층에서 심도별로 시료를 채취하여 전단강도와 투수특성 등 지반특성을 구하였으며, 파괴를 유발한 강우기록을 적용하여 침투해석과 안정해석을 실시하였다. 해석결과 깊이별 지반의 특성 변화를 고려한 경우와 단일지층으로 가정하여 고려하는 방식에 따라 간극수압 분포, 예상파괴면, 안전율 변화에 차이가 있는 것으로 나타났으며, 깊이별 지반 특성 변화를 고려하는 경우가 실제 파괴거동과 유사한 결과를 나타내었다. 이러한 결과는 강우침투에 의한 표층파괴현상을 규명하고자 하는 경우 지반의 심도별 지반특성 변화를 고려할 필요가 있음을 의미한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.5-16
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• 2002

사면 내의 지하수 유동과 사면의 안정성에 대한 강수의 영향을 평가하기 위하여 수리지질역학적 수치 모델이 제시되었다. 이 수치 모델은 변형성 지질매체 내에서의 포화-불포화 지하수 유동을 설명하는 완전 연동된 간극탄성론적 지배 방정식들과 Galerkin 유한요소법에 근거하여 개발되었다. 이렇게 개발된 완전 연동된 수리지질역학적 수치 모델은 다양한 강수량 조건 하에 있는 불포화 사면에 대한 일련의 수치모의실험에 적용되었다. 이러한 수치모의실험 결과들은 강수량이 증가할수록 사면의 전반적인 수리역학적 안정성이 저하되며 잠재적인 파괴가 사면 전단부에서부터 시작되어 사면 정상부 쪽으로 팽창됨을 보여주고 있다. 강수량이 증가함에 따라 수리지질학적으로는 압력수두와 전체 수리수두가 증가한다. 그 결과 지하수면이 상승하고 불포화대가 감소하며 삼출면이 사면 전단부로부터 사면 정상부쪽으로 팽창하고 이러한 삼출면에서의 지하수 유동 속도도 증가하게 된다. 한편 강수량이 증가함에 따라 지질역학적으로는 사면 전단부를 향해 수평 변위는 증가하지만 수직 변위는 감소하게 된다. 이는 강수량 증가에 따른 지하수면의 상승에 수반하는 부력에 기인하는 것으로 해석된다. 그 결과 사면의 전반적인 변형이 사면 전단부를 향해 심화되고 전단파괴 안전율이 1 이하인 불안전한 지역이 사면 전단부에서 두꺼워지면서 사면 전단부에서부터 사면 정상부 쪽으로 팽창하게 된다. 또한 수치모의실험 결과들은 이러한 잠재적인 전단파괴면과 지표면 사이의 지반에서는 잠재적인 인장파괴가 발생할 수 있음을 보여주고 있다.

• 터널과지하공간
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• 제5권2호
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• pp.104-113
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• 1995

Shear strength of the discontinuity on which the pre-failure of rock slope was occurred during surface excavation was measured through the direct shear test using core samples obtained in-situ. Internal friction angle was increased as the roughness of discontinuity surface(JRC) was increased. Results of the tilt test using core samples of higher JRC also showed very similar trend as those of the direct shear test. When the samples replicated from natural cores were used int he tilt test, results of friction angles showed almost perfect continuation of the residual friction angles from the direct shear test. However, when the gouge material existed in the discontinuity the internal friction angle strongly depended upon the rate of filling thickness to the height of asperity irrespective of the JRC. Based on the results of both direct shear test and tilt test internal friction angle and cohesion of discontinuity, which reflect the in-situ conditions fo pre-sliding failure and also can be used for the optimum design of support system, were assessed. Two kinds of support measures which were expected to increase the stability of rock slope were considered; lowering of slope face angle and installation of rock cable. But, it was found that the first method might lead to more unstable conditions of rock slope when the cohesion of discontinuity plane was negligibly low and in that case the support systems of any kind which could exert actual resisting force were needed to ensure the permanent stability of rock slope.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.725-730
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• 2005

In case of the national roads which is opened in the past, there are carried out the expansion and improvement for enlargement of the traffic demand by industrial development and safety road operation to narrow of road width and serious change of the road alignment with effect of topography and graphical features of a mountain. A protection method using vegetation in the cut-slope has been constructed for harmony of ambient environment after cutting the slope recently. But it requires a study because the surface lose and the failure have been occurred in the large cut-slope which is covered by vegetation. In this study it was presented a countermeasure and examined a stability of contained uncertainty in the cut-slope according to the failure example of the cut-slope which is covered by vegetation. The additional research will be necessary against the development of the investigation technique which executes the stability investigation of the cut-slope which is covered by vegetation.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.621-640
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• 2019

지하공동에 관한 정량적인 안정성 평가는 전단강도감소기법 기반의 안전율로 제시가 가능하다. 또한 전단강도감소기법은 사면안정해석에서 일반적으로 사용되고 있는 안정성 평가방법 중에 하나이다. 하지만 지중에 발생 가능성이 많은 공동과 사면의 잠재 파괴면과의 관계를 안정성 평가 시 동시에 고려한 연구는 미흡한 형편이다. 본 연구에서는 소규모 지하공동이 사면의 파괴양상에 미치는 영향에 대해서 전단강도감소기법을 사용하여 분석하였다. 빙하학 연구 중에 일부를 고찰해보면, 빙하 내부에 존재하는 공동이 빙하의 슬라이딩 발생 조건 중 하나임을 제시한 사례가 존재한다. 본 연구에서는 전단강도감소기법이 지반공학적으로 사용되고 있는 지하공동의 안정성 및 사면안정해석 분야에 대해서 동시 발생 조건을 고려해서 영향 분석을 수행하였다. 산악도로 하부에 발생 가능성이 있는 지하공동의 형상, 위치 변화에 따른 사면안정해석에 대해서 FLAC3D 프로그램에 내장된 전단강도감소기법을 사용하여 분석하였고, 지하공동이 사면 안전율에 미치는 영향을 확인하였다. 사면의 잠재파괴면 인근에 지하공동이 존재하면 안전율 산정에 영향을 미치므로 이에 대한 사항을 고려해야 할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 지하공동 발생 가능성이 있는 사면에 대한 안정해석에 관한 기초자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권6호
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• pp.655-667
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• 2018

To evaluate the stability of a rock slope with one pre-exiting vertical crack, this paper performs corresponding probabilistic stability analysis. The existence of cracks is generally ignored in traditional deterministic stability analysis. However, they are widely found in either cohesive soil or rock slopes. The influence of one pre-exiting vertical crack on a rock slope is considered in this study. The safety factor, which is usually adopted to quantity the stability of slopes, is derived through the deterministic computation based on the strength reduction technique. The generalized Hoek-Brown (HB) failure criterion is adopted to characterize the failure of rock masses. Considering high nonlinearity of the limit state function as using nonlinear HB criterion, the multivariate adaptive regression splines (MARS) is used to accurately approximate the implicit limit state function of a rock slope. Then the MARS is integrated with Monte Carlo simulation to implement reliability analysis, and the influences of distribution types, level of uncertainty, and constants on the probability density functions and failure probability are discussed. It is found that distribution types of random variables have little influence on reliability results. The reliability results are affected by a combination of the uncertainty level and the constants. Finally, a reliability-based design figure is provided to evaluate the safety factor of a slope required for a target failure probability.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권5호
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• pp.809-828
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• 2016

In deep open pit mines, slope stability is very important. Particularly, increasing the depths increase the risks in mines having weak rock mass. Blasting operations in this type of open pits may have a negative impact on slope stability. Several or combination of methods can be used in order to enable better analysis in this type of deep open-pit mines. Numerical modeling is one of these options. Many complex problems can be integrated into numerical methods at the same time and analysis, solutions can be performed on a single model. Rock failure criterions and rock models are used in numerical modeling. Hoek-Brown and Mohr-Coulomb terms are the two most commonly used rock failure conditions. In this study, mine planning and discontinuity conditions of a lignite mine facing two big landslides previously, has been investigated. Moreover, the presence of some damage before starting the study was identified in surrounding structures. The primary research of this study is on slope study. In slope stability analysis, numerical modeling methods with Hoek-Brown and Mohr-Coulomb failure criterions were used separately. Preparing the input data to the numerical model, the outcomes of patented-blast vibration minimization method, developed by co-author was used. The analysis showed that, the model prepared by applying Hoek-Brown failure criterion, failed in the stage of 10. However, the model prepared by using Mohr-Coulomb failure criterion did not fail even in the stage 17. Examining the full research field, there has been ongoing production in this mine without any failure and damage to surface structures.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권4호
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• pp.947-955
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• 2018

In this study, we propose a three-dimensional simplified slope stability analysis using a hybrid-type penalty method (HPM). In this method, a solid element obtained by the HPM is applied to a column that divides the slope into a lattice. Therefore, it can obtain a safety factor in the same way as simplified methods on the slip surface. Furthermore, it can obtain results (displacement and strain) that cannot be obtained by conventional limit equilibrium methods such as the Hovland method. The continuity condition of displacement between adjacent columns and between elements for each depth is considered to incorporate a penalty function and the relative displacement. For a slip surface between the bottom surface and the boundary condition to express the slip of slope, we introduce a penalty function based on the Mohr-Coulomb failure criterion. To compute the state of the slip surface, an r-min method is used in the load incremental method. Using the result of the simple three-dimensional slope stability analysis, we obtain a safety factor that is the same as the conventional method. Furthermore, the movement of the slope was calculated quantitatively and qualitatively because the displacement and strain of each element are obtained.

• 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.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제41권3호
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• pp.339-348
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• 2012

The slope stability analysis is usually done using the methods of calculation to rupture. The problem lies in determining the critical failure surface and the corresponding factor of safety (FOS). To evaluate the slope stability by a method of limit equilibrium, there are linear and nonlinear methods. The linear methods are direct methods of calculation of FOS but nonlinear methods require an iterative process. The nonlinear simplified Bishop method's is popular because it can quickly calculate FOS for different slopes. This paper concerns the use of inverse analysis by genetic algorithm (GA) to find out the factor of safety for the slopes using the Bishop simplified method. The analysis is formulated to solve the nonlinear equilibrium equation and find the critical failure surface and the corresponding safety factor. The results obtained by this approach compared with those available in literature illustrate the effectiveness of this inverse method.