울릉도는 강도가 약한 화산암과 강도는 높으나 수직절리가 잘 발달하는 조면암질암으로 구성되어 있으며, 이러한 지질학적 특성으로 인해 낙석이 빈번하게 발생하고 있어 일주도로의 이용에 큰 위험요소로 작용하고 있다. 본 연구에서는 낙석 재해위험도가 높은 울릉도 북동부의 약 3 km 구간을 대상으로 3종류의 낙석재해 위험도 평가법을 이용하여 낙석재해 위험도 평가를 수행하고 재해도를 작성하였다. 사용된 평가표는 일본 도로방재 총점검에서 적용된 낙석위험도 조사표, 일본 고속도로조사회의 낙석위험도 평가표, 그리고 미국연방도로국의 RHRS (Rockfall Hazard Rating System)이다. 도로사면의 지형 지질학적 조건을 고려하여 27개 구간을 설정하여 평가한 결과, 20개 사면(약 74%)에서 낙석재해 위험도가 높음과 보통으로 평가되었다. 이러한 조사결과를 바탕으로 낙석재해 위험도를 작성하였다.
울릉도는 강도가 약한 화산암과 강도는 높으나 수직절리가 잘 발달하는 조면암질암으로 구성되어 있으며, 이러한 지질학적 특성으로 인해 낙석이 빈번하게 발생하고 있어 일주도로의 이용에 큰 위험요소로 작용하고 있다. 본 연구에서는 낙석 재해위험도가 높은 울릉도 북동부의 약 3 km 구간을 대상으로 3종류의 낙석재해 위험도 평가법을 이용하여 낙석재해 위험도 평가를 수행하고 재해도를 작성하였다. 사용된 평가표는 일본 도로방재 총점검에서 적용된 낙석위험도 조사표, 일본 고속도로조사회의 낙석위험도 평가표, 그리고 미국연방도로국의 RHRS (Rockfall Hazard Rating System)이다. 도로사면의 지형 지질학적 조건을 고려하여 27개 구간을 설정하여 평가한 결과, 20개 사면(약 74%)에서 낙석재해 위험도가 높음과 보통으로 평가되었다. 이러한 조사결과를 바탕으로 낙석재해 위험도를 작성하였다.
The geology of Ulleung-Do is dominated by volcanic rocks with low strength and trachytic rocks with high strength but containing vertical joints that yield easily. Consequently, rockfalls along roadcuts are a major geological hazard, with the potential to affect the ring road of Ulleung-Do. In this ...
The geology of Ulleung-Do is dominated by volcanic rocks with low strength and trachytic rocks with high strength but containing vertical joints that yield easily. Consequently, rockfalls along roadcuts are a major geological hazard, with the potential to affect the ring road of Ulleung-Do. In this study, we performed three types of rockfall hazard-risk assessment on the 3-km-long section of the ring road expected to have the highest possibility of rockfall. We used a rockfall ranking sheet in a roadside landslide hazard map, the Slope Stability Inspection Manual for National Highways (Japan), and a rockfall hazard rating system for inspection from the Japan Highway Public Corporation. We also employed the evaluation criteria of 'RHRS' developed by the Federal Highway Administration (FHA). An analysis of roadcuts at 27 sites with regard to geographic and geological conditions resulted in the identification of three classes of rockfall hazard (high, medium, and low). Of note, over 74% of slopes were assessed as high- and medium-class. Finally, a rockfall hazard map of the northeast region of Ulleung-Do was produced based on the evaluation results.
The geology of Ulleung-Do is dominated by volcanic rocks with low strength and trachytic rocks with high strength but containing vertical joints that yield easily. Consequently, rockfalls along roadcuts are a major geological hazard, with the potential to affect the ring road of Ulleung-Do. In this study, we performed three types of rockfall hazard-risk assessment on the 3-km-long section of the ring road expected to have the highest possibility of rockfall. We used a rockfall ranking sheet in a roadside landslide hazard map, the Slope Stability Inspection Manual for National Highways (Japan), and a rockfall hazard rating system for inspection from the Japan Highway Public Corporation. We also employed the evaluation criteria of 'RHRS' developed by the Federal Highway Administration (FHA). An analysis of roadcuts at 27 sites with regard to geographic and geological conditions resulted in the identification of three classes of rockfall hazard (high, medium, and low). Of note, over 74% of slopes were assessed as high- and medium-class. Finally, a rockfall hazard map of the northeast region of Ulleung-Do was produced based on the evaluation results.
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문제 정의
본 연구에서는 울릉도 북동부에 위치하는 관선에서 죽암에 이르는 3 km 구간의 일주도로변 사면을 대상으로 낙석위험도를 평가하였다. 낙석위험도 평가에는 일본 도로방재 총점검에서 사용된 낙석 안정도 조사표와 일본 도로조사회의 낙석 위험도 판정표, 미국 연방도로국의 RHRS (Rockfall Hazard Rating System) 등 3가지 방법을 이용하였다.
제안 방법
낙석위험도 평가에는 일본 도로방재 총점검에서 사용된 낙석 안정도 조사표와 일본 도로조사회의 낙석 위험도 판정표, 미국 연방도로국의 RHRS (Rockfall Hazard Rating System) 등 3가지 방법을 이용하였다. 국내에서 화산암을 대상으로 낙석위험도를 평가한 사례는 드물기 때문에 일본과 미국의 평가방법 3가지를 동시에 이용하여 여러 영향요소를 반영하고자 했으며, 각 평가방법의 점수대별 분포를 고려하여 위험도를 구분하였다. 최종적으로 각 도로사면에 대한 3가지 평가결과와 낙석 영향범위를 고려하여 울릉도 북동부 지역의 도로사면에 대한 낙석재해 위험도를 작성하였다.
D와 E 분류는 조사자의 주관적 판단에 의한 가감점 항목으로, D 분류는 노선의 환경에 관한 것이며, E 분류는 위험도의 보정에 관한 항목이다. 낙석 위험도 판정표 사용법은 A, B, C 분류 항목을 판정한 뒤 각 항목의 점수를 종합하여 100점 만점으로 평가하고, 이 원점수에 돌의 안정계수를 곱하여 최종 점수를 산출한다. 본 연구에서는 조사자의 주관적인 보정점수인 D와 E 분류는 모든 사면에서 도로환경과 방호시설의 상태가 동일하므로 0점으로 처리하였다.
각 사면은 암상의 변화가 심하고 불연속면의 발달정도도 서로 다르게 나타나는 등 지질학적 특성의 편차가 심하다. 따라서 낙석 재해위험도 평가 시 3 km 구간을 총 27개 구간으로 나누어 평가를 실시하였다. 도로변에서 적용한 구간 구분의 기준은 다음과 같다.
6은 사면의 평면적인 형상을 분류한 것(Ministry of Construction and Transportation of Korea, 2000)으로, 사면의 평면적 형상은 능선형(a), 계곡형(b), 직선형(c)으로 구분된다. 본 연구에서는 낙석발생영역의 상한선을 사면의 상단부에 위치하는 완경사에서 급경사로의 경사급변선을 경계 부분으로 설정하였으며, 계곡이나 능선을 기준으로 위험범위에 있는 측면경계로 설정하였다. 이와 같은 기준으로 작성된 울릉도 북동부의 낙석재해 위험도는 Fig.
낙석 위험도 판정표 사용법은 A, B, C 분류 항목을 판정한 뒤 각 항목의 점수를 종합하여 100점 만점으로 평가하고, 이 원점수에 돌의 안정계수를 곱하여 최종 점수를 산출한다. 본 연구에서는 조사자의 주관적인 보정점수인 D와 E 분류는 모든 사면에서 도로환경과 방호시설의 상태가 동일하므로 0점으로 처리하였다. 낙석위험도 판정표는 평가 점수의 합계가 100점에 가까울수록 낙석 위험도가 높은 것으로 판단한다.
본 연구지역의 27개 사면에서는 대부분의 평가구간이 대책공이 충분히 시공되어 있지 않기 때문에 대책공에 의한 보정점수를 ‘대책공 없음’ 또는 ‘대책공 효과 없음’으로 판정하여 0점 처리하였다.
상기에 제시한 점수간의 차이와 현장조사 결과를 바탕으로 3가지 평가결과를 이용하여 각 사면의 낙석재해 위험등급을 3등분하였다. 위험등급별 점수구간은 MLIT 법의 경우 80점 이상을 높음, 60점 이상 80점 미만을 보통, 60점 미만을 낮음으로 분류하였다.
연구지역을 대상으로 낙석재해 위험도평가를 실시하면서 도로 경계부에서 계곡 쪽으로 완만한 경사로 길게 분포하거나 좁은 계곡입구부로 인하여 낙석 발생 시 도로에 직접적인 피해를 주지 않는 것으로 판단된 사면은 평가에서 제외하였다. 앞에서 제시한 도로변 사면경계 설정기준에 의하여 연구지역의 사면을 총 27개의 사면으로 구분하였으며, 각각의 사면에 대하여 낙석재해 위험도를 평가하였고, 각 사면의 평가점수는 Table 5와 같다.
연구지역 도로변 사면의 낙석재해 위험도 평가를 위하여 일본의 도로방재 총점검에서 사용된 평가표와 일본 고속도로조사회의 낙석위험도 판정표, 그리고 미국 연방도로국의 RHRS법 등 총 3가지 평가법을 동일 사면에 적용하여 평가를 실시하였다.
국내에서 화산암을 대상으로 낙석위험도를 평가한 사례는 드물기 때문에 일본과 미국의 평가방법 3가지를 동시에 이용하여 여러 영향요소를 반영하고자 했으며, 각 평가방법의 점수대별 분포를 고려하여 위험도를 구분하였다. 최종적으로 각 도로사면에 대한 3가지 평가결과와 낙석 영향범위를 고려하여 울릉도 북동부 지역의 도로사면에 대한 낙석재해 위험도를 작성하였다.
대상 데이터
본 연구지역인 관선터널~죽암리 구간은 약 3 km로서 많은 사면이 연이어 분포하고 있다. 각 사면은 암상의 변화가 심하고 불연속면의 발달정도도 서로 다르게 나타나는 등 지질학적 특성의 편차가 심하다.
연구지역은 경상북도 울릉군 북동부 지역의 관선터널~죽암리에 이르는 해안도로 약 3 km 구간이며, 해안도로(왕복 2차선, 폭 7 m)를 기준으로 해안방향으로는 해수면이 도로부에 인접해있고, 내륙방향으로는 50~100 m의 대규모 사면이 수직에 가까운 경사로 조성되어 있다. 사면이 해안과 인접해있어 해수와 해풍의 영향을 직접적으로 받고 있다.
연구지역의 사면은 주로 괴상이며 경암에 속하는 조면암 및 조면암질암과, 연암에 속하는 현무암질 집괴암 및 응회암으로 구성되어 있다. 일본도로협회(Japan Road Association, 2000)의 낙석대책편람에서는 낙석의 발생형태를 크게 3종류로 구분하고 있다.
이론/모형
본 연구에서는 울릉도 북동부에 위치하는 관선에서 죽암에 이르는 3 km 구간의 일주도로변 사면을 대상으로 낙석위험도를 평가하였다. 낙석위험도 평가에는 일본 도로방재 총점검에서 사용된 낙석 안정도 조사표와 일본 도로조사회의 낙석 위험도 판정표, 미국 연방도로국의 RHRS (Rockfall Hazard Rating System) 등 3가지 방법을 이용하였다. 국내에서 화산암을 대상으로 낙석위험도를 평가한 사례는 드물기 때문에 일본과 미국의 평가방법 3가지를 동시에 이용하여 여러 영향요소를 반영하고자 했으며, 각 평가방법의 점수대별 분포를 고려하여 위험도를 구분하였다.
성능/효과
Fig. 4에서 (a) MLIT 법의 경우 점수분포가 연속적인데 반해 (b) JH 법은 70점에서 55점까지 불연속구간이 존재하는 것을 알 수 있다. RHRS 평가결과는 1,000점 만점이면서 비선형적으로 증가하므로 일본의 2가지 평가법의 결과와 단순히 비교하기는 어렵다.
5는 사면별 낙석재해 위험등급을 나타낸 것이다. 11번과 18번 사면의 RHRS 평가법의 결과가 다른 것과 불일치하는 결과를 보이고 있으나, RHRS 평가 점수가 411점과 413점으로 위험과 약간위험의 경계인 400점에 가깝게 분포하고 있어 최종평가에서는 두 사면 모두 약간위험으로 판정하였다.
2). 두 번째로 집괴암 내지 각력질 응회암에서 연약한 응회질 기질이 풍화되면서 비교적 경질의 화산탄 등이 낙석으로 발생하고 있다. 이 유형은 탈락(전석)형 낙석에 속하며, 차별풍화형에 속한다(Fig.
평가결과를 바탕으로 낙석위험도를 높음, 보통, 낮음으로 구분하여 평가한 결과 총 27개 사면 중 7개 사면이 높음, 13개 사면이 중간, 7개 사면이 낮음으로 평가되었다.
후속연구
본 연구에서 사용된 3가지 평가표는 평가요소와 배점이 다르므로 국내적용 시에 적용현장의 지형·지질학적 또는 환경적 특성을 고려하여 선별적으로 사용하는 것이 필요하다.
울릉도 북동부 지역의 도로변 사면은 낙석의 위험에 노출되어 있다. 효율적이고 경제적인 보강대책을 수립하기 위해서는 이러한 평가결과를 바탕으로 추후 보다 정밀한 조사가 수행되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
울릉도는 어떤 암석으로 구성되어 있는가?
울릉도는 강도가 약한 화산암과 강도는 높으나 수직절리가 잘 발달하는 조면암질암으로 구성되어 있으며, 이러한 지질학적 특성으로 인해 낙석이 빈번하게 발생하고 있어 일주도로의 이용에 큰 위험요소로 작용하고 있다. 본 연구에서는 낙석 재해위험도가 높은 울릉도 북동부의 약 3 km 구간을 대상으로 3종류의 낙석재해 위험도 평가법을 이용하여 낙석재해 위험도 평가를 수행하고 재해도를 작성하였다.
울릉도의 지질학적 특성으로 인하여 발생하는 현상 중 도로의 이용에 큰 위험요소가 되는 것은 무엇인가?
울릉도는 강도가 약한 화산암과 강도는 높으나 수직절리가 잘 발달하는 조면암질암으로 구성되어 있으며, 이러한 지질학적 특성으로 인해 낙석이 빈번하게 발생하고 있어 일주도로의 이용에 큰 위험요소로 작용하고 있다. 본 연구에서는 낙석 재해위험도가 높은 울릉도 북동부의 약 3 km 구간을 대상으로 3종류의 낙석재해 위험도 평가법을 이용하여 낙석재해 위험도 평가를 수행하고 재해도를 작성하였다.
울릉도 북동부 일주도로변의 낙석위험도를 평가하기 위하여 사용한 방법은 무엇인가?
본 연구에서는 울릉도 북동부에 위치하는 관선에서 죽암에 이르는 3 km 구간의 일주도로변 사면을 대상으로 낙석위험도를 평가하였다. 낙석위험도 평가에는 일본 도로방재 총점검에서 사용된 낙석 안정도 조사표와 일본 도로조사회의 낙석 위험도 판정표, 미국 연방도로국의 RHRS (Rockfall Hazard Rating System) 등 3가지 방법을 이용하였다. 국내에서 화산암을 대상으로 낙석위험도를 평가한 사례는 드물기 때문에 일본과 미국의 평가방법 3가지를 동시에 이용하여 여러 영향요소를 반영하고자 했으며, 각 평가방법의 점수대별 분포를 고려하여 위험도를 구분하였다.
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