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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 보완할 수 있도록 불연속면의 기하학적인 특성과 전단강도 특성 모두의 확률특성을 고려하여 운동학적인 파괴 가능성과 동역학적인 파괴 가능성으로 구분하여 파괴 확률을 산정하였다. 본 연구를 통해 제안된 기법은 실제 현장에 적용하여 그 적용성을 검토해 보았다. 결정론적 해석에 의한 결과는 일부 확률론적 해석결과와 차이를 보이고 있으며 이는 결정론적인 해석을 위해 선택된 자료의 대표값들이 자료들의 분산에 의해 대표성을 보이지 못하고 있기 때문인 것으로 보인다.
- 본 연구에서는 암반사면을 중심으로 현장으로부터 획득한 자료의 분석과정에서 확률론적 해석 알고리즘의 제시, 파괴확률의 산정까지의 과정을 제시하였으며 특히 암반사면의 해석 특성을 고려한 확률론적 해석방법을 제안하였다. 이를 위하여 경기도 남양주시 일대의 절취예상 사면을 대상으로 획득한 현장조사 및 실내실험자료를 이용하여 현장 적용성을 검토해 보았다.
- 따라서 암반사면의 안정성 해석에서는 불연속면의 방향성과 사면의 상대적인 위치에 따라 안정성을 파악하는 운동학적인(kinematic) 해석과 불연속 면의 전단강도 특성과 암반에 작용하는 힘을 고려하는 동역학적(kinetic) 해석이 필수적으로 함께 수행되어야 한다. 이러한 과정은 결정론적 분석에서뿐만 아니라 확 률론적 해석에서도 고려되어야 하며 본 연구에서는 확률론적 해석과정에서 두 가지 조건을 어떻게 고려할 것인가 하는 점에 대하여 논의하였다.
- 운동학적인 분석은 현존하는 또는 예상되는 사면에 대해 기하학적으로 사면붕괴가 발생할 것인가를 판단하는 것이다. 즉, 불연속면의 내부마찰각과 함께 사면의 방향성과 불연속면의 방향성의 상대적인 위치를 고려하여 사면붕괴가 일어날 것인가 하는 것을 판단하는 것이다. 이 분석은 주로 평사투영법을 이용하여 평사투영 망상에 사면의 방향과 불연속면의 방향을 도시하고 상대적인 위치에 따라 분석한다.
가설 설정
- 본 연구에서는 평면파괴의 안정성 해석을 위해 사용되는 여러 입력 변수 중 불연속면의 방향성과 전단강도를 확률변수로 고려하였으며 사면의 기하학적특성, 즉 사면의 방향, 높이, 연장 등과 암석의 밀도는 결정론적인 변수, 즉 고정된 값을 사용하여 분석을 수행하였다. 또한, 분석의 용이성을 위하여 불연속면의 연장은 평면 파괴를 일으킬 수 있을 만큼 충분히 긴 것으로 추정하였으며 사면의 후방에 인장 균열은 존재하지 않는 것으로 가정하였다. 따라서, 평면파괴의 안전율 계산식인 식 (1)에서 인장균열 내에 존재하는 수압에 의해 작용하는 힘 V은 0으로 고려되었다.
- 평면 파괴에서 안전율은 다음의 계산식을 이용하여 계산하며 안전율이 1보다 클 때 안전한 것으로 판단한다. 이 경우 암반에 작용하는 유일한 힘은 중력으로 가정한다.
- 암반사면 해석에서 동역학적 조건은 한계평형해석에 의한 안전율로 계산한다. 한계평형해석법은 경사면 아래로 미끄러지려는 힘이 미끄러짐을 저항하는 힘과 정확하게 같을 때 암블럭에서 미끄러짐이 일어나려는 순간인 한계평형(limit equilibrium)상태에 있게 된다는 가정을 기초로 한다. 따라서 아래로 미끄러지려는 힘과 저항하려는 힘의 비율로서 안전율을 계산하게 된다.
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