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문제 정의
- 이러한 연구는 지형공간 정보를 활용하는 분야와 임학분야, 지반공학분야에서 각각 이루어져 왔으며, 최근에는 이를 통합하여 좀 더 체계적으로 산사태의 발생 가능성을 분석하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 연구의 일환으로 지형 공간정보자료를 활용하여 사면의 경사 및 토층현황 등을 분석하고, 이를 지반공학적인 견지에서 무한사면 안정해석법에 적용하여, 산사태의 안전율을 평가할 수 있는 해석 방법에 대해 연구하였다. 특히, 광역적인 지역에 대한 안정성 분석을 위해 확률론적 해석이론을 도입하여, 사면 경사나 토층 깊이에 대한 지형적인 정보와 흙의 내부마찰각과 점착력 등의 전단강도정수 및 단위중량, 지하수위 등의 인자들을 확률변수로 적용하여 신뢰도 분석을 수행하였다.
- 본 연구는 지형공간 정보를 활용한 산사태의 발생 가능성 평가에 있어, 정량적인 안정지표의 산정이 가능한 한계 평형 해석을 적용한 결정론적 방법에 불확실성을 고려할 수 있는 신뢰성 개념을 도입하여 확률론적 해석모델로 산사태 가능성을 분석하였고, 그 결과를 아래와 같이 도출하였다.
가설 설정
- 무한사면의 파괴역학은 파괴 토체의 길이가 그 깊이 보다 충분히 길다는 가정 하에 있다. 이 가정에 의해 셀 크기의 최소값은 제한 받게 된다.
- 본 연구에서는 확률론적 사면안정 해석에 필요한 흙의 점착력, 내부마찰각, 흙의 단위중량, 투수계수와 더불어 지형정보인 표고자료와 토층심도, 그리고 식생 뿌리에 의한 강도 등의 제반 인자의 확률분포를 식 (2)와 같은 정규분포로 가정하여 해석을 실시하였다.
- 사업지구의 전체적인 해석은 50m셀 크기를 갖는 표고 지형자료로 격자구조를 형성하고, 토층심도는 대략 Im 전후의 두께로 형성되어 있다고 가정하였다. 또한, 흙의 점착력, 내부마찰각, 포화단위중량, 투수계수 등은 사업지구의 토질구성에 참조할 수 있는 기존문헌을 검토하여 값을 선정하고, 변동계수는 Harr(1977)의 제안값을 사용하였다.
- 일반적인 무한사면의 활동은 그림 1과 같이, 지하 수위 면이 파괴면 위로 mz되는 깊이에 있고, 사면에 평행한 방향으로 정상침투가 일어난다고 가정한다. 이러한 가정을 바탕으로 구한 무한사면의 안전율을 다음 식 (1)에 나타내었다.
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