본 연구에서는 흡입응력을 고려한 불포화 사면의 안정해석기법(Lu and Godt, 2008)을 제시하고, 모래로 구성된 특정사면에 대하여 적용한 결과를 분석하였다. 흡입응력을 고려한 불포화 사면의 안정해석기법은 강우의 침투 및 비침투에 따른 해석이 가능하고, 토층내 깊이에 따른 사면안전율을 산정할 수 있다. 또한 지표면으로부터 일정깊이까지의 풍화작용에 의한 영향을 고려할 수 있다. 이를 위하여 상대밀도 60%의 주문진 표준사로 구성된 불포화 무한사면에 대하여 흡입응력을 고려한 안정해석기법을 적용하였다. 강우의 비침투 조건에서 흡입응력은 지하수위로부터 상부의 일정깊이까지만 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 강우의 정상침투 조건에서 흡입응력은 토층내 전체적으로 영향을 미치며, 지표면 부근에서 흡입응력이 가장 크게 발현됨을 알 수 있다. 강우의 비침투 조건에서 무한사면의 안전율은 지하수위에 의한 흡입응력의 영향범위 내에서 급격하게 증가 및 감소하였다. 사면안정해석결과 지표면으로부터 2.4m사이에서 사면안전율이 1이하 이므로 해당깊이에서 사면파괴가 발생될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 강우의 정상침투가 발생되는 조건에서 무한사면의 안전율은 침투로 인한 토층내 흡입응력의 영향으로 비침투 조건에 비해 증가함을 알 수 있다. 그러나 강우의 정상침투율이 포화투수계수에 가까워짐에 따라 사면안전율은 감소하는 경향이 나타났다. 강우의 정상침투율이 $-1.8{\times}10^{-3}cm/s$인 경우 무한사면의 안정해석결과 지표면으로부터 0.2m에서 3m 사이에서 사면안전율이 1 이하이므로 해당깊이에서 사면파괴가 발생될 가능성이 높으며, 이는 얕은 산사태의 발생형태임을 알 수 있다.
본 연구에서는 흡입응력을 고려한 불포화 사면의 안정해석기법(Lu and Godt, 2008)을 제시하고, 모래로 구성된 특정사면에 대하여 적용한 결과를 분석하였다. 흡입응력을 고려한 불포화 사면의 안정해석기법은 강우의 침투 및 비침투에 따른 해석이 가능하고, 토층내 깊이에 따른 사면안전율을 산정할 수 있다. 또한 지표면으로부터 일정깊이까지의 풍화작용에 의한 영향을 고려할 수 있다. 이를 위하여 상대밀도 60%의 주문진 표준사로 구성된 불포화 무한사면에 대하여 흡입응력을 고려한 안정해석기법을 적용하였다. 강우의 비침투 조건에서 흡입응력은 지하수위로부터 상부의 일정깊이까지만 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 강우의 정상침투 조건에서 흡입응력은 토층내 전체적으로 영향을 미치며, 지표면 부근에서 흡입응력이 가장 크게 발현됨을 알 수 있다. 강우의 비침투 조건에서 무한사면의 안전율은 지하수위에 의한 흡입응력의 영향범위 내에서 급격하게 증가 및 감소하였다. 사면안정해석결과 지표면으로부터 2.4m사이에서 사면안전율이 1이하 이므로 해당깊이에서 사면파괴가 발생될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 강우의 정상침투가 발생되는 조건에서 무한사면의 안전율은 침투로 인한 토층내 흡입응력의 영향으로 비침투 조건에 비해 증가함을 알 수 있다. 그러나 강우의 정상침투율이 포화투수계수에 가까워짐에 따라 사면안전율은 감소하는 경향이 나타났다. 강우의 정상침투율이 $-1.8{\times}10^{-3}cm/s$인 경우 무한사면의 안정해석결과 지표면으로부터 0.2m에서 3m 사이에서 사면안전율이 1 이하이므로 해당깊이에서 사면파괴가 발생될 가능성이 높으며, 이는 얕은 산사태의 발생형태임을 알 수 있다.
In this paper, the unsaturated slope stability analysis considering suction stress (Lu and Godt, 2008) was introduced and the results applied for a certain sand slope were analyzed. The unsaturated slope stability analysis considering suction stress can analyze both conditions of steady infiltration...
In this paper, the unsaturated slope stability analysis considering suction stress (Lu and Godt, 2008) was introduced and the results applied for a certain sand slope were analyzed. The unsaturated slope stability analysis considering suction stress can analyze both conditions of steady infiltration and no infiltration, and it can estimate the safety factor of slope as a function of soil depth. Also, the influence of weathering phenomenon at a certain depth from the ground surface can be considered. The stability analysis considering suction stress was applied to the unsaturated infinite slope composed of sand with the relative density of 60%. The suction stress under no infiltration condition was affected by ground water table until a certain influencing depth. However, the suction stress under steady infiltration condition was affected by seepage throughout the soils. Especially, the maximum suction stress was displayed around ground surface. The factor of safety in the infinite slope under no infiltration condition rapidly increased and decreased within the influence zone of ground water table. As a result of slope stability analysis, the factor of safety is less than 1 at the depth of 2.4 m below the ground surface. It means that the probability of slope failure is too high within the range of depths. The factor of safety under steady infiltration condition is greater than that under no infiltration condition due to the change of suction stress induced by seepage. As the steady infiltration rate of precipitation was getting closer to the saturated hydraulic conductivity, the factor of safety decreased. In case of the steady infiltration rate of precipitation with $-1.8{\times}10^{-3}cm/s$, the factor of safety is less than 1 at the depths between 0.2 m and 3 m below the ground surface. It means that the probability of slope failure is too high within the range of depths, and type of slope failure is likely to be shallow landslides.
In this paper, the unsaturated slope stability analysis considering suction stress (Lu and Godt, 2008) was introduced and the results applied for a certain sand slope were analyzed. The unsaturated slope stability analysis considering suction stress can analyze both conditions of steady infiltration and no infiltration, and it can estimate the safety factor of slope as a function of soil depth. Also, the influence of weathering phenomenon at a certain depth from the ground surface can be considered. The stability analysis considering suction stress was applied to the unsaturated infinite slope composed of sand with the relative density of 60%. The suction stress under no infiltration condition was affected by ground water table until a certain influencing depth. However, the suction stress under steady infiltration condition was affected by seepage throughout the soils. Especially, the maximum suction stress was displayed around ground surface. The factor of safety in the infinite slope under no infiltration condition rapidly increased and decreased within the influence zone of ground water table. As a result of slope stability analysis, the factor of safety is less than 1 at the depth of 2.4 m below the ground surface. It means that the probability of slope failure is too high within the range of depths. The factor of safety under steady infiltration condition is greater than that under no infiltration condition due to the change of suction stress induced by seepage. As the steady infiltration rate of precipitation was getting closer to the saturated hydraulic conductivity, the factor of safety decreased. In case of the steady infiltration rate of precipitation with $-1.8{\times}10^{-3}cm/s$, the factor of safety is less than 1 at the depths between 0.2 m and 3 m below the ground surface. It means that the probability of slope failure is too high within the range of depths, and type of slope failure is likely to be shallow landslides.
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문제 정의
그리고 강우 침투 및 비침투 조건에서 깊이에 따른 불포화 사면의 안전율을 산정하고자 한다.
본 연구에서는 흡입응력을 고려한 불포화 무한사면의 안정해석기법을 제시하고, 특정 사면을 대상으로 적용한 결과를 분석하였다. 이를 위하여 상대밀도 60%의 주문진 표준사로 구성된 불포화 무한사면에 대하여 흡입응력을 고려한 안정해석기법을 적용하였다.
가설 설정
9와 같은 무한사면을 가정하였다. 그리고 무한사면을 이루고 있는 토층은 대상 시료인 상대밀도 60%의 주문진표준사로 각각 이루어진 것으로 가정하였다.
불포화 무한사면 안정해석에 필요한 계수 α와 n은 van Genuchten의 방법으로 산정된 흙-함수특성곡선으로부터 구할 수 있으며(Table 2 참조), 상대밀도 60%인 주문진 표준사의 내부마찰각은 직접전단시험을 실시하여 산정하였다. 그리고 지하수위는 지표면으로부터 5m 아래에 존재하는 것으로 가정하였다.
8×10-3cm/sec로 가정하였다. 식 (11)에서 정상침투율은 (-)의 값으로 입력해야 하며, 이 값이 지반의 포화투수계수를 초과할 경우 식 (10)의 수학적 개념을 만족하지 못하게 되므로 이를 고려하여 정상침투율을 가정하였다.
최근 Lu and Godt(2008)는 이와 같은 강우로 인한 얕은 깊이의 무한사면파괴를 해석하기 위하여 포화토 및 불포화토 상태에서의 일반적인 유효응력의 개념을 통합하였다. 이를 설명하기 위하여 Fig. 7과 같이 일반적인 무한사면에 대한 단면을 가정하였다. 여기서, z는 지하수위로부터의 거리, zw는 풍화영역, β는 사면경사이다.
일반적인 사면안정해석에서는 흙의 종류가 일정하면 깊이에 상관없이 내부마찰각 Φ′는 일정하다고 가정한다.
표에서 보는 바와 같이 풍화영역은 지표면으로부터 0.5m, 토층 내에서의 내부마찰각 변화는 6°라 가정하였다(Lu and Godt, 2008).
한편, 본 연구에서는 강우발생시 토층으로 침투되는 강우의 정상침투율을 -1.0×10-3cm/sec, -1.5×10-3cm/sec 및 -1.8×10-3cm/sec로 가정하였다.
흡입응력을 고려한 불포화 무한사면의 안정성을 평가하기 위하여 Fig. 9와 같은 무한사면을 가정하였다. 그리고 무한사면을 이루고 있는 토층은 대상 시료인 상대밀도 60%의 주문진표준사로 각각 이루어진 것으로 가정하였다.
제안 방법
89cm)와 플라스틱 봉을 이용하여 3층 다짐을 실시하여 상대밀도 60%의 시료를 성형하였다. 그리고 시료 상하부에 다공석을 두어 포화시 시료내부에 물이 원활하게 흐를 수 있도록 하였다. 시료를 포화시키기 위하여 데시케이터와 진공펌프를 활용하였다.
먼저, 상대밀도 60%의 주문진 표준사를 대상으로 건조 및 습윤과정의 모관흡수력과 체적함수비를 측정하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정한다. 그리고 흙-함수특성곡선(SWCC)을 토대로 흡입응력을 계산하고, 흡입응력과 유효포화도의 상관관계를 나타내는 흡입응력특성곡선(Suction Stress Characteristics Curves, SSCC)을 산정한다. 대상 주문진 표준사에 대한 불포화 고유 특성곡선을 바탕으로 풍화작용 및 지하수위, 그리고 깊이에 따른 내부마찰각의 변화량을 가정하여 불포화 사면의 안정해석을 실시한다.
그림에서 보는 바와 같이 건조과정에서는 모관흡수력이 증가함에 따라 간극수의 유출량은 증가하고, 습윤과정에서는 모관흡수력이 감소함에 따라 간극수의 유입량이 증가하는 것으로 나타났다. 단계별 모관흡수력을 조절하기 위하여 일정단계 모관흡수력 수준에서 간극수 유출 및 유입량이 수렴된 이후 다음 단계의 모관흡수력을 재하 혹은 제하하였다. 한편, 습윤과정의 시험시간이 건조과정의 시험시간보다 상대적으로 긴 것으로 나타났다.
그리고 흙-함수특성곡선(SWCC)을 토대로 흡입응력을 계산하고, 흡입응력과 유효포화도의 상관관계를 나타내는 흡입응력특성곡선(Suction Stress Characteristics Curves, SSCC)을 산정한다. 대상 주문진 표준사에 대한 불포화 고유 특성곡선을 바탕으로 풍화작용 및 지하수위, 그리고 깊이에 따른 내부마찰각의 변화량을 가정하여 불포화 사면의 안정해석을 실시한다. 그리고 강우 침투 및 비침투 조건에서 깊이에 따른 불포화 사면의 안전율을 산정하고자 한다.
본 연구에서는 사용된 시료는 국내 대표적인 사질토인 주문진 표준사를 이용하였다. 먼저 ASTM D 4253-83 및 ASTM D 4254-83 시험기준에 의거하여 시료에 대한 최대 및 최소건조단위중량을 측정하고 상대밀도 60%의 조건으로 시료를 성형하였다. Table 1은 본 연구에 사용된 사질토(주문진 표준사)의 기본적인 물리적 특성을 측정한 결과이며, Fig.
이를 위하여 상대밀도 60%의 주문진 표준사로 구성된 불포화 무한사면에 대하여 흡입응력을 고려한 안정해석기법을 적용하였다. 먼저 상대밀도 60%의 주문진 표준사를 대상으로 건조 및 습윤과정의 모관흡수력과 체적함수비를 측정하여 흙-함수특성곡선(SWCC)를 산정하고, 흡입응력과 유효포화도의 상관관계를 나타내는 흡입응력특성곡선(Suction Stress Characteristics Curves, SSCC)을 산정하였다. 이와 같이 산정된 불포화토의 특성곡선을 토대로 흡입응력을 고려한 불포화 사면의 안정해석기법을 적용하여 강우 침투조건에 따른 토층내 사면안전율 변화를 살펴보고, 사면파괴 발생여부와 사면파괴형태를 예상하였다.
본 시험에서는 먼저 시료를 포화시킨 후 공기압을 가하여 간극수를 배출하는 건조과정을 실시하게 된다. 먼저 플라스틱 몰드(직경 5.05cm, 높이 3.89cm)와 플라스틱 봉을 이용하여 3층 다짐을 실시하여 상대밀도 60%의 시료를 성형하였다. 그리고 시료 상하부에 다공석을 두어 포화시 시료내부에 물이 원활하게 흐를 수 있도록 하였다.
따라서 본 연구에서는 Lu and Godt(2008)에 의해 제한된 불포화 무한사면의 안정해석법을 활용하여 주문진 표준사로 구성된 불포화 무한사면에 대한 안정해석을 수행하였다. 먼저, 상대밀도 60%의 주문진 표준사를 대상으로 건조 및 습윤과정의 모관흡수력과 체적함수비를 측정하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정한다. 그리고 흙-함수특성곡선(SWCC)을 토대로 흡입응력을 계산하고, 흡입응력과 유효포화도의 상관관계를 나타내는 흡입응력특성곡선(Suction Stress Characteristics Curves, SSCC)을 산정한다.
본 시험에서는 먼저 시료를 포화시킨 후 공기압을 가하여 간극수를 배출하는 건조과정을 실시하게 된다. 먼저 플라스틱 몰드(직경 5.
불포화 무한사면 안정해석에 필요한 계수 α와 n은 van Genuchten의 방법으로 산정된 흙-함수특성곡선으로부터 구할 수 있으며(Table 2 참조), 상대밀도 60%인 주문진 표준사의 내부마찰각은 직접전단시험을 실시하여 산정하였다.
먼저 상대밀도 60%의 주문진 표준사를 대상으로 건조 및 습윤과정의 모관흡수력과 체적함수비를 측정하여 흙-함수특성곡선(SWCC)를 산정하고, 흡입응력과 유효포화도의 상관관계를 나타내는 흡입응력특성곡선(Suction Stress Characteristics Curves, SSCC)을 산정하였다. 이와 같이 산정된 불포화토의 특성곡선을 토대로 흡입응력을 고려한 불포화 사면의 안정해석기법을 적용하여 강우 침투조건에 따른 토층내 사면안전율 변화를 살펴보고, 사면파괴 발생여부와 사면파괴형태를 예상하였다. 이상의 결과를 정리하면 다음과 같다.
3은 자동 흙-함수특성곡선 시험장치를 이용하여 대상 시료인 주문진 표준사의 모관흡수력 재하 및 제하시 시간에 따른 간극수의 측정량을 나타낸 것이다. 즉, 시료에 모관흡수력을 재하시켜 간극수를 배출시키는 건조과정과, 반대로 모관흡수력을 제하시켜 간극수를 유입시키는 습윤과정을 재현하였다. 그림에서 보는 바와 같이 건조과정에서는 모관흡수력이 증가함에 따라 간극수의 유출량은 증가하고, 습윤과정에서는 모관흡수력이 감소함에 따라 간극수의 유입량이 증가하는 것으로 나타났다.
대상 데이터
2는 자동 흙-함수특성곡선 시험장치를 나타낸 것이다. 그림에서 보는 바와 같이 본 시험장치는 압력조절장치, 플로우셀, 물저장소, 공기방울트랩, 저울, 시료준비장치, 측정시스템 등으로 구성되어 있다. 그리고 축변환기법(Hilf, 1956)을 도입하여 압력을 0-300kPa 범위까지 적용할 수 있다.
본 연구에서는 대상 시료인 주문진 표준사의 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정하기 위하여 자동 흙-함수특성곡선 시험장치를 활용하였다(Wayllace and Lu, 2012; Song et al., 2012c). 본 시험장치는 측정원리가 간단하고 연속적인 측정이 가능하며, 시험자에 의해 발생될 수 있는 오차를 최소화하여 정확한 불포화토의 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정할 수 있다.
본 연구에서는 사용된 시료는 국내 대표적인 사질토인 주문진 표준사를 이용하였다. 먼저 ASTM D 4253-83 및 ASTM D 4254-83 시험기준에 의거하여 시료에 대한 최대 및 최소건조단위중량을 측정하고 상대밀도 60%의 조건으로 시료를 성형하였다.
이론/모형
따라서 본 연구에서는 Lu and Godt(2008)에 의해 제한된 불포화 무한사면의 안정해석법을 활용하여 주문진 표준사로 구성된 불포화 무한사면에 대한 안정해석을 수행하였다. 먼저, 상대밀도 60%의 주문진 표준사를 대상으로 건조 및 습윤과정의 모관흡수력과 체적함수비를 측정하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정한다.
본 연구에서는 흡입응력을 고려한 불포화 무한사면의 안정해석기법을 제시하고, 특정 사면을 대상으로 적용한 결과를 분석하였다. 이를 위하여 상대밀도 60%의 주문진 표준사로 구성된 불포화 무한사면에 대하여 흡입응력을 고려한 안정해석기법을 적용하였다. 먼저 상대밀도 60%의 주문진 표준사를 대상으로 건조 및 습윤과정의 모관흡수력과 체적함수비를 측정하여 흙-함수특성곡선(SWCC)를 산정하고, 흡입응력과 유효포화도의 상관관계를 나타내는 흡입응력특성곡선(Suction Stress Characteristics Curves, SSCC)을 산정하였다.
측정된 모관흡수력과 간극수량을 토대로 van Genuchten(1980)의 방법을 이용하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 예측하였다. van Genuchten(1980)은 Mualem(1976)의 제안식을 토대로 유효포화도(Sc)와 모관흡수력(ua - uw)의 상관관계를 이용하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 예측하였다.
성능/효과
(1) 흡입응력을 고려한 불포화 사면의 안정해석기법은 강우의 정상침투 및 비침투에 따른 해석이 가능하고, 토층내 깊이에 따른 사면안전율을 산정할 수 있다. 또한 지표면으로부터 일정깊이까지의 풍화작용에 의한 영향을 고려할 수 있다.
(2) 상대밀도 60%의 주문진 표준사에 대한 흡입응력특성곡선(SSCC) 산정결과 흡입응력은 유효포화도가 증가함에 따라 증가하다가 완전 포화 직전에 급격하게 감소한다. 즉 불포화상태에서는 흡입응력이 존재하지만 건조 및 포화상태에서는 흡입응력을 모두 잃게 된다.
(3) 강우의 비침투 조건에서 흡입응력은 지하수위로부터 상부의 일정깊이까지만 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 강우의 정상침투 조건에서 흡입응력은 토층내 전체적으로 영향을 미치며, 지표면 부근에서 흡입응력이 가장 크게 발현됨을 알 수 있다.
(4) 강우의 비침투 조건에서 무한사면의 안전율은 지하수위에 의한 흡입응력의 영향범위 내에서 급격하게 증가 및 감소하였다. 사면안정해석결과 지표면으로부터 2.
(5) 강우의 정상침투가 발생되는 조건에서 무한사면의 안전율은 침투로 인한 토층내 흡입응력의 영향으로 비침투 조건에 비해 증가함을 알 수 있다. 그러나 강우의 정상침투율이 포화투수계수에 가까워짐에 따라 사면안전율은 감소하는 경향이 나타났다.
(6) 강우의 정상침투율이 -1.8×10-3cm/s인 경우 무한사면의 안정해석결과 지표면으로부터 0.2m에서 3m사이에서 사면안전율이 1 이하이므로 해당깊이에서 사면파괴가 발생될 가능성이 높으며, 이는 얕은 산사태의 발생형태임을 알 수 있다.
그림에서 보는 바와 같이 체적함수비는 지하수위로부터 멀어짐에 따라 점차적으로 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 정상침투율이 증가함에 따라 깊이에 따른 체적함수비의 변화는 작게 발생되며, 정상침투율이 클수록 동일한 깊이에서의 체적함수비는 크게 발생됨을 알 수 있다. 또한 동일한 깊이에서 체적함수비는 건조과정보다 습윤과정에서 더 크게 발생되는 것으로 나타났다.
이상의 결과에 의하면 침투가 발생되지 않는 경우 흡입응력의 영향범위 내에서만 사면안전율의 증가가 나타나지만, 침투가 발생되는 경우 토층내 전체 깊이에서 흡입응력의 영향으로 인하여 사면안전율이 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 정상침투율이 포화투수계수에 가까워짐에 따라 전체적인 사면안전율의 증가정도는 감소하지만 침투가 발생되지 않는 경우에 비하여 사면안전율은 높은 것으로 나타났다.
즉, 시료에 모관흡수력을 재하시켜 간극수를 배출시키는 건조과정과, 반대로 모관흡수력을 제하시켜 간극수를 유입시키는 습윤과정을 재현하였다. 그림에서 보는 바와 같이 건조과정에서는 모관흡수력이 증가함에 따라 간극수의 유출량은 증가하고, 습윤과정에서는 모관흡수력이 감소함에 따라 간극수의 유입량이 증가하는 것으로 나타났다. 단계별 모관흡수력을 조절하기 위하여 일정단계 모관흡수력 수준에서 간극수 유출 및 유입량이 수렴된 이후 다음 단계의 모관흡수력을 재하 혹은 제하하였다.
4는 위의 측정결과를 이용하여 체적함수비와 모관흡수력의 상관관계를 도시한 것이다. 그림에서 보는 바와 같이 대상 시료내 체적함수비 혹은 유효포화도가 감소함에 따라 모관흡수력은 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 공기함입치 이후에는 작은 모관흡수력에 의해서도 체적함수비가 크게 변화하며, 동일한 체적함수비에서 건조과정의 모관흡수력은 습윤과정의 모관흡수력보다 크게 나타났다.
8×10-3cm/sec인 경우 사면안전율은 모두 1 이상인 것으로 나타났다. 깊이에 따른 사면안전율은 습윤과정의 경우가 건조과정의 경우보다 더 작은 값을 나타내고 있으나 그 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 따라서 정상침투율이 -1.
4m 깊이에서 사면안전율이 1이하인 것으로 나타났다. 따라서 비침투조건시 지표면으로부터 2.4m 사이에서 무한사면 파괴가 발생될 가능성이 높은 것으로 나타났다.
그리고 정상침투율이 증가함에 따라 깊이에 따른 체적함수비의 변화는 작게 발생되며, 정상침투율이 클수록 동일한 깊이에서의 체적함수비는 크게 발생됨을 알 수 있다. 또한 동일한 깊이에서 체적함수비는 건조과정보다 습윤과정에서 더 크게 발생되는 것으로 나타났다. 한편, 비침투조건에서 깊이에 따른 체적함수비의 변화와 매우 다른 경향을 보이는 것으로 나타났다.
그림에서 보는 바와 같이 흡입응력은 지하수위로 멀어짐에 따라 점차적으로 증가하는 것으로 나타났다. 비침투 조건시 토층내 흡입응력은 지하수위로부터 일정깊이까지만 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 침투가 발생되는 경우 흡입응력은 토층내 전체적으로 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 지표면 부근에서 흡입응력이 가장 크게 발현됨을 알 수 있다. 한편 정상침투율이 증가함에 따라 깊이에 따른 흡입응력의 변화는 작게 발생되며, 동일한 깊이에서 흡입응력은 건조과정이 습윤과정에서 보다 더 크게 발생되는 것으로 나타났다.
(4) 강우의 비침투 조건에서 무한사면의 안전율은 지하수위에 의한 흡입응력의 영향범위 내에서 급격하게 증가 및 감소하였다. 사면안정해석결과 지표면으로부터 2.4m 사이에서 사면안전율이 1 이하이므로 해당깊이에서 사면파괴가 발생될 가능성이 높은 것으로 나타났다.
이상의 결과에 의하면 침투가 발생되지 않는 경우 흡입응력의 영향범위 내에서만 사면안전율의 증가가 나타나지만, 침투가 발생되는 경우 토층내 전체 깊이에서 흡입응력의 영향으로 인하여 사면안전율이 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 정상침투율이 포화투수계수에 가까워짐에 따라 전체적인 사면안전율의 증가정도는 감소하지만 침투가 발생되지 않는 경우에 비하여 사면안전율은 높은 것으로 나타났다.
그림에서 보는 바와 같이 대상 시료내 체적함수비 혹은 유효포화도가 감소함에 따라 모관흡수력은 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 공기함입치 이후에는 작은 모관흡수력에 의해서도 체적함수비가 크게 변화하며, 동일한 체적함수비에서 건조과정의 모관흡수력은 습윤과정의 모관흡수력보다 크게 나타났다.
비침투 조건시 토층내 흡입응력은 지하수위로부터 일정깊이까지만 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 침투가 발생되는 경우 흡입응력은 토층내 전체적으로 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 지표면 부근에서 흡입응력이 가장 크게 발현됨을 알 수 있다. 한편 정상침투율이 증가함에 따라 깊이에 따른 흡입응력의 변화는 작게 발생되며, 동일한 깊이에서 흡입응력은 건조과정이 습윤과정에서 보다 더 크게 발생되는 것으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
지표면으로부터 일정깊이까지의 풍화작용에 의한 영향을 고려할 수 있도록 어떤 기법을 적용하였는가?
또한 지표면으로부터 일정깊이까지의 풍화작용에 의한 영향을 고려할 수 있다. 이를 위하여 상대밀도 60%의 주문진 표준사로 구성된 불포화 무한사면에 대하여 흡입응력을 고려한 안정해석기법을 적용하였다. 강우의 비침투 조건에서 흡입응력은 지하수위로부터 상부의 일정깊이까지만 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 강우의 정상침투 조건에서 흡입응력은 토층내 전체적으로 영향을 미치며, 지표면 부근에서 흡입응력이 가장 크게 발현됨을 알 수 있다.
산사태의 발생요인 중 가장 큰 요인은 무엇인가?
대부분의 산사태는 우기에 집중적으로 발생되므로 산사태의 발생요인 중 가장 큰 요인은 강우임을 예측할 수 있다. 즉, 연평균 강우량의 대부분이 6월에서 9월 사이에 편중되어 있어 이 기간에 집중호우로 인한 산사태의 발생이 빈번하게 발생되고 있으며, 이로 인한 피해도 매년 급증하고 있는 실정이다(Park et al.
우리나라에서 발생되는 산사태의 발생유형은?
우리나라에서 발생되는 산사태의 발생유형을 살펴보면 대부분 발생 깊이가 2m 이내로서 얕은 평면파괴 형태이다(Kim et al., 2007). 일반적으로 강우에 의한 산사태는 지하수위 상승으로 인하여 사면지반내의 간극수압이 증가하여 파괴가 발생하는 것으로 알려져 있다.
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