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[국내논문] 강우시 광산폐기물 적치사면의 침투 및 안정성에 대한 수치해석
Numerical Analysis of the Seepage from and Stability of a Mine Waste-dump Slope during Rainfall 원문보기

지질공학 = The journal of engineering geology, v.25 no.1, 2015년, pp.57 - 66  

송영석 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부)

초록
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부산 임기광산의 광산폐기물 적치사면을 대상으로 강우에 따른 사면의 침투해석과 안정해석을 연계하여 수행하였다. 광산폐기물 적치사면의 경사는 40-45°로써 비교적 급한 편이고, 암반층 상부의 광산폐기물은 약 7-8 m의 두께로 존재하며, 지하수위는 지표면으로부터 약 6.6 m 깊이에 위치하고 있다. 현장에서 채취한 시료를 대상으로 각종 실내시험을 수행하여 강우 시 침투거동 및 사면안정해석을 위한 입력자료를 선정하였다. SEEP/W를 이용하여 다양한 강우강도 조건에서 침투해석을 수행한 결과 강우지속시간이 길어짐에 따라 습윤전선은 하강함을 알 수 있다. 강우강도가 50 mm/hr 이상 이고 강우지속시간이 24시간 이상인 경우 침윤전선은 사면의 하단부에서 지하수위와 만나게 되므로 토층 전체가 포화됨을 알 수 있다. 침투해석결과를 연동하여 SLOPE/W를 이용하여 사면안정해석을 수행한 결과 강우침투로 인한 침윤전선이 하강함에 따라 사면안전율은 낮아짐을 알 수 있다. 강우가 5-6시간 지속적으로 발생된 이후 사면안전율은 급격하게 낮아지며, 이후 사면안전율이 미소하게 회복되다가 수렴한다. 사면안전율이 급격하게 낮아지는 이유는 강우로 인한 임계 활동면과 침윤전선의 깊이가 유사하여 해당깊이까지 간극수압이 증가되고 모관흡수력이 감소되었기 때문이다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A numerical analysis was performed of the seepage from and stability of a mine waste-dump slope in Imgi, Busan, considering rainfall intensity. The 40-45° slope angle of the waste dump is relatively steep, and the depth of the waste dump down to bedrock is 7-8 m. The groundwater level was 6.6 m belo...

Keyword

#폐기물 적치사면   #강우   #침투해석   #사면안정해석   #습윤전선  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 연구대상 현장인 부산 임기광산의 광산폐기물 적치사면을 대상으로 강우에 따른 침투 및 사면 안정성 변화를 고찰하고자 한다. 이를 위하여 사면의 침투해석과 안정해석을 연계하여 수행할 수 있는 GEO STUDIO ver 7의 SEEP/W (GEO-SLOPE International Ltd.
  • 또한 강우에 따른 침투 및 사면안정성 변화를 살펴보기 위하여 강우강도 조건을 다양하게 적용하여 해석을 수행하였다. 위의 해석결과를 이용하여 강우에 따른 대상지역의 광산폐기물 적치사면의 침투거동과 사면 안정성의 변화를 분석 및 고찰하고자 한다.
  • 6m 위치에 존재함을 알 수 있다. 이와 같이 선정된 해석단면을 토대로 강우시 광산 폐기 물적 치사 면의 침투 및 사면안정성에 대한 수치해석을 수행하고자 한다.
  • 본 연구에서는 연구대상 현장인 부산 임기광산의 광산폐기물 적치사면을 대상으로 강우에 따른 사면의 침투해석과 안정해석을 연계하여 수행하였다. 강우에 따른 사면 내 침투거동을 해석하기 위하여 SEEP/W를 활용하고 사면 내 침투깊이를 고려한 사면안정해석을 위하여 SLOPE/W를 활용하였다.

가설 설정

  • 침투해석을 위한 모델링 단면의 4, 561개의 노드와 4, 442개의 요소로 구성되어 있으며, 삼각형 및 사각형 요소를 혼합하여 사용하였다. 그리고 강우침투는 비정상 침투로 가정하였으며, 지하 수위는 시추조사 시에서 측정된 위치로 선정하였다.
  • 본 침투해석에서 적용된 강우조건은 강우강도 10 mm/hr, 30mm/hr, 50mm/hr, 70mm/hr 및 100mm/hr 이며, 매 시간당 침투해석을 수행하고 최대 24시간 동안 강우가 내리는 것으로 가정하였다. Fig.
  • , 2003). 따라서 본 해석에서도 지하수위 상부의 불포화 구간에 대한초기값을 -10kPa로 가정하였다. 그림에서 보는 바와 같이 각각의 강우강도 조건하에서 강우지속시간이 길어짐에 따라 강우의 침투깊이는 증가하는 것으로 나타났다.
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