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강우침투시 강우강도와 포화투수계수가 안전율에 미치는 영향
Influence of Rainfall Intensity and Saturated Permeability on Slope Stability during Rainfall Infiltration 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.25 no.1, 2009년, pp.65 - 76  

이승래 (KAIST 건설 및 환경공학과) ,  오태규 ((주)대우건설 토목사업본부) ,  김윤기 (KAIST 건설 및 환경공학과) ,  김희철 ((주)대우건설 토목사업본부)

초록
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본 연구에서는 불포화 지반의 특성을 파악하고, 포화투수계수($k_s$)와 강우강도(i) 및 함수특성곡선(SWCC)이 사면의 안정성에 어떠한 영향을 주는지 연관성을 파악하기 위해 국내 지반에 폭넓게 분포하고 있는 화강풍화토에 대해 연구를 수행하였다. 기존 연구자료 및 실험을 통해 얻은 정규화함수특성곡선을 데이터베이스화하고 통계적 개념을 도입하여 상한 평균 하한의 함수특성곡선을 추정하였다. 입도분포곡선과 상한 평균 하한의 함수특성곡선과의 관계를 바탕으로 함수특성곡선 자료가 없는 지반의 함수특성곡선을 개략적으로 추정하는 방법 또한 제안하였다. 그리고 추정된 상한 평균 하한의 함수특성곡선을 이용하여 강우시 사면 구조물의 시간 의존적 안전율 변화 추이를 통해 실무적으로 사용할 수 있는 포화투수계수와 강우강도의 비를 제안하였다. 연구결과에 의하면 강우 침투에 의한 안전율 변화는 강우강도의 절대 크기에 좌우되지 않고 강우강도와 투수계수의 비에 영향을 받는다. 그리고 사면의 안전율은 강우침투에 의해 감소하기 시작하며 임계값에 도달한 이후 다시 상승하는 것을 알 수 있다. 수치해석결과 가장 낮은 안전율을 보이는 때는 상한의 함수특성곡선을 이용할 경우로, 이때 포화 투수계수값이 강우강도와 같거나 두 배가 될 때이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The unsaturated characteristics of Korean weathered granite soils have been studied to investigate the influence of saturated permeability, rainfall intensity and soil-water characteristic curve (SWCC) on the slope stability. The upper, average and lower SWCCs were estimated from the publication and...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 하였다. 그리고 강우시 빈번히 발생하는 사면붕괴에 대한 원인을 규명하기 위해 강우강도와 포화 투수 계수 그리고 함수특성곡선이 사면의 안정성에 주는 영향성을 평가하여, 기존 포화토 이론으로 설명하기 힘든 사면 붕괴 원인을 고찰해 보고자 하였다.
  • 것이 합당하다고 하였다. 본 연구에서는 강우 강도와 포화투수계수의 관계를 규명하기 위해 강우 강도와 포화 투수 계수를 변화시 켜 가면서 포화투수계수와 강우 강도의 비에 따른 안전율의 변화와 포화투수계수에 의   안전율의 변화를 살펴보았다.
  • 본 연구에서는 국내 화강풍화토에 대해 수행된 함수 특성곡선 및 입도분포곡선 실험결과에 PTF를 적용하여 함수 특성곡선의 범위를 추정하였다. 그림 1(a)는 함수 특성곡선 실험결과를 도시한 것이고, 그림 1(b)는 이것을 포화 체적함수비로 나누어 정규화시 킨 함수 특성곡선이다.
  • 본 연구에서는 기존 연구자료와 본 연구의 실험을 통해 얻은 국내 화강풍화토의 함수특성곡선 및 입도 분포곡선과 간극비 자료를 바탕으로 이들의 상관관계를 살펴보고자 하였다. 그리고 강우시 빈번히 발생하는 사면붕괴에 대한 원인을 규명하기 위해 강우강도와 포화 투수 계수 그리고 함수특성곡선이 사면의 안정성에 주는 영향성을 평가하여, 기존 포화토 이론으로 설명하기 힘든 사면 붕괴 원인을 고찰해 보고자 하였다.
  • 본 연구에서는 함수특성곡선의 추정방법을 기술하였고 이와 같이 추정된 함수특성곡선을 이용하여 침투해석을 수행하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다.

가설 설정

  • 2002; 이승래 등, 2006) 초기 모곤!:흡수력은 침투해석 시 중요한 요소중의 하나다. 그림 11에 표시된 굵은 선이 20好爵에 해당하는 모관흡수력을 나타낸다.
  • 과거에는 강우로 인한 지하수위 상승으로 간극수압이 증가하고 이로 인해 전단강도가 감소하여 사면이 파괴에 이르는 것으로 가정하였다. 그러나 불포화상태의 지반에서는 강우에 의한 침윤전선의 진행에 의해 모관 흡수력이 감소되고 이로 인해 전단강도가 감소하는 현상이 대부분 사면 붕괴의 원인으로 알려져 있다(Fredlund 과 Rahardjo, 1995).
  • 또한 ®는(伙厂 이)으로 표현되며, 여기서 成, dr, Q는 각각 체적함수비, 잔류체적함수비, 포화 체적함수비이다. 본 연구에서는 잔류체적함수비(Q)를 0으로 가정하였다.
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참고문헌 (25)

  1. 기상청, www.kma.go.kr 

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  3. 김경수 (2007), "산사태지역 자연사면의 지질별 토질특성 및 상관관계 분석" 지질공학, Vol.17, No.2, pp.205-215 

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