본 연구에서는 지반침식 및 연행작용을 고려한 토석류 해석을 위한 모델을 개발하였으며, 이를 대변형 3차원 유한요소 해석을 통해 거동을 분석하였다. 지반침식 및 연행작용을 고려한 토석류 해석 모델은 토석류에 의한 지반의 변형속도에 따른 전단강도 감소를 고려하였으며, 대변형 해석은 Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL)기법을 이용하였다. 모델의 적정성을 확인하기 위하여 지반침식 및 연행작용을 고려한 실내실험(Mangeny et al., 2010)을 모사하여 거동을 비교하였으며, 또한 실제 발생한 우면산 래미안 유역의 토석류를 대상으로 연행작용을 고려한 해석과 고려하지 않은 해석 결과를 비교함으로써 연행작용에 따른 토석류의 거동 및 피해영향 범위를 분석하였다. 그 결과, 실내 모형실험의 결과를 적절히 모사할 수 있었으며, 실제 유역규모의 해석에서도 토석류의 흐름에 의해 원지반의 침식 및 연행작용을 모사할 수 있었으며 연행작용으로 인해 유하부로 흘러내려오는 토석류의 체적과 속도가 증가하는 것을 확인하였다. 이로 인하여 본 연구에서 제안한 해석 모델은 지반의 침식 및 연행작용을 고려하여 토석류의 속도, 토석류의 규모 및 피해 면적을 적절히 예측할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 지반침식 및 연행작용을 고려한 토석류 해석을 위한 모델을 개발하였으며, 이를 대변형 3차원 유한요소 해석을 통해 거동을 분석하였다. 지반침식 및 연행작용을 고려한 토석류 해석 모델은 토석류에 의한 지반의 변형속도에 따른 전단강도 감소를 고려하였으며, 대변형 해석은 Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL)기법을 이용하였다. 모델의 적정성을 확인하기 위하여 지반침식 및 연행작용을 고려한 실내실험(Mangeny et al., 2010)을 모사하여 거동을 비교하였으며, 또한 실제 발생한 우면산 래미안 유역의 토석류를 대상으로 연행작용을 고려한 해석과 고려하지 않은 해석 결과를 비교함으로써 연행작용에 따른 토석류의 거동 및 피해영향 범위를 분석하였다. 그 결과, 실내 모형실험의 결과를 적절히 모사할 수 있었으며, 실제 유역규모의 해석에서도 토석류의 흐름에 의해 원지반의 침식 및 연행작용을 모사할 수 있었으며 연행작용으로 인해 유하부로 흘러내려오는 토석류의 체적과 속도가 증가하는 것을 확인하였다. 이로 인하여 본 연구에서 제안한 해석 모델은 지반의 침식 및 연행작용을 고려하여 토석류의 속도, 토석류의 규모 및 피해 면적을 적절히 예측할 수 있을 것으로 판단된다.
A debris flow analysis model has been developed to simulate the erosion and entrainment of soil layer. Special attention is given to the model which represents strength softening behaviour of soil layer due to velocity of deformation. The 3D FE analysis by Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) model is ...
A debris flow analysis model has been developed to simulate the erosion and entrainment of soil layer. Special attention is given to the model which represents strength softening behaviour of soil layer due to velocity of deformation. The 3D FE analysis by Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) model is conducted to simulate the debris flow. The model is validated using published data on laboratory experiment (Mangeny et al., 2010). It has been definitely shown that proposed model is in good agreement with the results of laboratory data. Futhermore, the FE analysis is conducted to ensure capability of simulating the real scale debris flow. The result of Ramian watershed, Korea shows that the debris flow has increased the volume and speed and it is in good agreement with field investigation. Based on this, it is confirmed that proposed model shows good agreement of the behavior of the actual and analytical debris flow.
A debris flow analysis model has been developed to simulate the erosion and entrainment of soil layer. Special attention is given to the model which represents strength softening behaviour of soil layer due to velocity of deformation. The 3D FE analysis by Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) model is conducted to simulate the debris flow. The model is validated using published data on laboratory experiment (Mangeny et al., 2010). It has been definitely shown that proposed model is in good agreement with the results of laboratory data. Futhermore, the FE analysis is conducted to ensure capability of simulating the real scale debris flow. The result of Ramian watershed, Korea shows that the debris flow has increased the volume and speed and it is in good agreement with field investigation. Based on this, it is confirmed that proposed model shows good agreement of the behavior of the actual and analytical debris flow.
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문제 정의
본 연구결과 토석류 해석 시 반드시 지반침식과 연행 작용을 고려한 해석이 필요함을 알 수 있었으며, 지반침식과 연행작용을 고려한 토석류의 거동을 분석하기 위한 해석모델을 제안하였다. 해석모델은 대변형 수치해석 기법인 Coupled Eulerian-Lagrangian(CEL)기법을 이용하여 나타냈으며 모델의 적정성을 확인하기 위하여 연행작용을 고려한 실내실험(Mangeny et al.
따라서 국내의 지형경사와 계곡형태, 지반특성 및 혼합물의 특성 등을 고려하고, 토석류에 의해 발생하는 지반침식과 연행작용을 통한 토석류체적의 증가에 대한 해석적 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 지반이 토석류에 의해 고체에서 유체상태로 변하는 강도감소 개념을 적용하여 지반침식 및 연행작용에 의한 토석류의 체적 증가를 수치 해석적으로 구현하기 위한 해석모델을 제안하고자 한다. 해석모델을 대변형 3차원 유한요소해석기법인 ABAQUS (Ver.
본 연구에서는 토석류에 의한 지반의 침식과 연행작용을 고려하기 위하여 토석류 해석 모델을 제안하였다. 해석 모델은 1) 초기 토석류에 적용한 유동학 모델, 2) 각 층의 접촉면에 마찰이론, 3) 지반층과 기반암에 적용한 소성모델, 4) 고체에서 유체로 변하여 침식 및 연행작용이 발생하는 층에 적용한 강도 감소 모델로 구성된다.
지반 침식 및 연행작용을 고려한 모델의 유역규모의 현장에 적용성을 확인하기 위하여 실제 토석류가 발생한 우면산 래미안 유역을 대상으로 해석을 수행하였다. 우면산은 북위 37° 28′2″, 동경 127° 0′25″에 위치한 해발 312.
가설 설정
해석은 모델을 적용한 해석과 적용하지 않은 해석으로 구분하여 수행하여 유하부로 흘러내려오는 토석류의 속도와 토석류에 의해 발생하는 지반 침식 두께 및 체적을 비교하였다. 2가지 해석 모두 상부의 산사태 초기 발생량(initial volume)을 중력에 의해 흘러내리도록 하였으며, 초기 체적을 흙과 물이 섞인 유체로 가정하였다. 산사태 발생 위치 및 발생량은 현장 조사 및 산사태 해석 프로그램(YS-Slope)의 해석 결과를 해석에 적용하였다.
또한 국내･외에서 토석류의 거동을 분석하기 위하여 수치해석적 연구(Takahashi, 2007; Iverson, 2003; Julien and O’Briend, 1997)도 진행되고 있다. 기존 토석류의 해석모델들은 토석류의 이동경로, 토석류의 수심 및 토석류 유속을 예측하는데 중점을 두고 있으며 수리학적 관점에서 토석류 흐름을 초기전단저항력을 가지는 점성유체(Non-Newtonian fluid model)로 가정하였다. 이러한 모델을 적용한 해석 프로그램들(eg.
제안 방법
(1) 토석류 흐름에 따라 지반의 강도가 감소되어 지반이 침식되고 같이 흘러 내려가는 연행작용을 해석하기 위하여 토석류의 지반 침식 및 연행작용 모델을 개발하였으며, 모델은 지반의 전단변형 속도에 따라 고체상태에서 유체상태의 강도를 갖도록 구성되었다.
(2) 먼저 모델의 적정성을 확인하기 위하여 연행작용을 고려한 실내 실험(Mangeny et al., 2010)을 모사하였으며, 초고속 카메라(150-200 frames/s)를 통해 △T=0.16sec 간격으로 촬영된 결과와 비교하였다. T=0.
(3) 유역규모에서 모델 적용에 따른 토석류의 거동을 확인하기 위하여 실제 토석류가 발생한 우면산 래미안 유역을 모사하여 연행작용을 고려한 해석을 수행하였다. 그 결과, 토석류에 의해 지반 침식 및 연행작용이 발생하여 유역의 피해면적 증가하였으며 실제 래미안 유역의 피해면적과 유사하게 나타났다.
(a)와 같이 길이 3m, 폭 0.1m, 경사 22°의 실험대를 모사하였으며, 해석상에서 토석류의 퇴적을 고려하기 위하여 길이 1m의 퇴적판을 추가로 모사하였다.
1(b)는 기반암 위에 지반층을 모델링 한 것으로 지반층과 기반암 사이의 접촉면에는 주로 Coulomb의 마찰이론을 적용된다(Schofield and Worth, 1968; Andread and Borja, 2006). Coulomb의 마찰공식은 식 (2)와 같으며, 본 연구에서는 토석류층과 지표면층 사이와 지반층과 암반층 사이에 Coulomb의 마찰공식을 적용하였다.
ABAQUS에서 Eulerian 요소 내 물질의 거동은 각 요소의 체적비인 Eulerian Volume Fraction(EVF)으로 정의 하고, 물질이 채워져 있으면 EVF=1로 나타내고, 비워져있으면 EVF=0으로 나타낸다(ABAQUS, 2013). 따라서 초기체적과 침식이 가능한 지반 층을 EVF=1로 정의하였고 흘러내려가는 것을 공간적으로 정의하기 위하여 특정 물성이 정의 되지 않은 부분(EVF=0)으로 구분하여 모델링 하였다.
CEL은 Lagrangian 요소와 Eulerian 요소로 구분되며 지반공학 분야에서 적용하는 경우, 일반적으로 강성이 상대적으로 강한 물질에 Lagragian 요소를 적용하고 강성이 상대적으로 약한 지반에 Eulerian 요소를 적용한다. 본 연구에서는 Fig. 5와 같이 강성이 상대적으로 강한 기반암층 또는 실험대에는 Lagrangian 요소를 적용하였고 초기 체적(initial volume)과 침식이 가능한 지반 층에 Eulerian요소를 적용하였다. 또한 토석류가 흐르는 층에 는 Eulerian 요소를 적용하였다.
본 연구에서는 실험대의 경사 22°에서 침식가능한 지반의 두께가 4.6mm인 경우를 수치해석으로 모사하여 실험결과와 비교 하였다.
본 연구에서는 토석류에 의해 지반이 연행작용 발생 이전의 고체상태(solid)의 전단강도에서 토석류에 의해 유체상태(fluid)로 변화한다는 점(O’Brien et al., 1985; Imran et al., 2001; Jeong, 2010)을 고려하여 Fig. 3과 같이 지반의 강도를 고체 상태의 물성에서 유체상태의 물성을 전단변형속도에 따라 변하도록 하였으며, 이를 식(4)와 같이 나타냈다.
본 해석에서는 현장조사 및 실내실험 결과를 기반으로 암반층, 침식 가능한 지반층 그리고 토석류의 물성을 결정하였다. 토석류의 초기체적은 초기 전단저항력을 가지며 전단속도가 증가함에 따라 점성이 감소하는 거동을 보이는 Herschel-Bulkely model을 적용하였으며, 모델에 필요한 재료 정수는 Jeong et al.
2가지 해석 모두 상부의 산사태 초기 발생량(initial volume)을 중력에 의해 흘러내리도록 하였으며, 초기 체적을 흙과 물이 섞인 유체로 가정하였다. 산사태 발생 위치 및 발생량은 현장 조사 및 산사태 해석 프로그램(YS-Slope)의 해석 결과를 해석에 적용하였다.
실험은 초기발생 토석류(0.2×0.1×0.14m)를 다양한 경사(0∼25.2°)와 침식가능한 지반의 두께(0∼5mm)를 변화시키며 실험을 수행하였으며, 토석류의 거동을 분석하기 위하여 초고속 카메라(150-200 frames/s)를 이용하여 T=0 sec에서 T=1.92 sec까지 △T=0.16sec 간격으로 토석류의 흐름을 촬영하였다.
12(b)와 같이 유한요소망을 형성하였다. 유하부에는 퇴적되는 토석류를 고려하여 유역이 끝나는 부분에서 200m를 추가로 모델링 하였으며 아파트를 모델링하였다. 해석단면의 크기는 유역 상류부의 폭은 110m, 하류부의 폭은 270m이며, 계곡부의 길이는 약 650m이다.
유한요소망은 8개 절점(node)으로 구성된 C3D8R과 EC3D8R를 각각 Lagrangian 요소와 Eulerian 요소에 적용하였다. 일반적으로 유한요소 해석에서 요소망의 크기는 작을수록 정확한 해석 결과를 도출할 수 있지만, 본 연구와 같은 산지의 유역을 대상으로 하는 해석에서 는 요소망 형성 시간 및 해석 시간에 제한이 있으므로 해석결과에 영향을 주지 않은 적절한 크기를 결정하는 것이 중요하다.
해석에서는 중력을 유일한 하중조건을 정의하고 경계조건은 바닥 및 옆면의 고정한다. 초기 토석류 체적과 발생 위치를 본 해석에서 해석하기에는 물성 정의, 유한요소망의 크기 등 해석적 한계로 인하여 기존 유역단위 산사태 해석 프로그램(YS-Slope; Kim et al., 2014) 및 경험적인 방법에 의해 비탈면 붕괴위치 및 체적을 산정하고, 이를 토석류의 초기발생체적(initial volume)으로 설정하여 해석을 수행한다. 해석 부분에서는 원지반이 토석류에 의해 발생하는 전단변형 속도에 따라 고체상태에서 유체상태로 변하게 되고 유체상태로 변한 지층은 토석류와 함께 유하부로 흘러내리게 된다.
해석은 모델을 적용한 해석과 적용하지 않은 해석으로 구분하여 수행하여 유하부로 흘러내려오는 토석류의 속도와 토석류에 의해 발생하는 지반 침식 두께 및 체적을 비교하였다. 2가지 해석 모두 상부의 산사태 초기 발생량(initial volume)을 중력에 의해 흘러내리도록 하였으며, 초기 체적을 흙과 물이 섞인 유체로 가정하였다.
해석의 경계 조건은 변위를 고정하기 위하여 바닥면 에 x, y, z 방향의 변위를 모두 고정하였고, 측면에는 x, y 방향의 변위를 고정하였다. 하중 조건은 -z방향으로 작용하는 중력을 유일한 하중조건으로 설정하여 중력에 의해 토석류가 흘러내리도록 하였다.
해석의 입력은 형상, 경계조건 및 하중조건, 초기 토석류 발생 위치 및 체적, 입력 물성 등이 있다. 형상(geometry)은 LiDAR 측량 결과 항공사진측량 등의 GIS(geographic information system)자료를 이용하며, 원지반 층과 기반암 층을 모델링 한다. 해석에서는 중력을 유일한 하중조건을 정의하고 경계조건은 바닥 및 옆면의 고정한다.
대상 데이터
우면산은 북위 37° 28′2″, 동경 127° 0′25″에 위치한 해발 312.6m의 산으로 정상부는 남서쪽과 북동쪽으로 형성되어 있으며, 래미안 유역은 북측에 위치하고 있다(Fig. 11).
유하부에는 퇴적되는 토석류를 고려하여 유역이 끝나는 부분에서 200m를 추가로 모델링 하였으며 아파트를 모델링하였다. 해석단면의 크기는 유역 상류부의 폭은 110m, 하류부의 폭은 270m이며, 계곡부의 길이는 약 650m이다.
데이터처리
본 연구에서는 지반이 토석류에 의해 고체에서 유체상태로 변하는 강도감소 개념을 적용하여 지반침식 및 연행작용에 의한 토석류의 체적 증가를 수치 해석적으로 구현하기 위한 해석모델을 제안하고자 한다. 해석모델을 대변형 3차원 유한요소해석기법인 ABAQUS (Ver. 6.13, 2013) Coupled Eulerian-Lagrangian(CEL)을 이용하여 구현하였으며, 실내실험과 현장사례의 3차원 해석을 통해 토석류에 의해 발생하는 지반침식 및 연행작용에 의한 토석류의 체적과 피해영향범위 증가를 비교하였다.
이론/모형
본 연구에서 제안한 모델의 지반침식 및 연행작용 효과를 확인하기 위하여 Mangeney et al.(2010)이 수행한 실내 모형실험을 ABAQUS(Ver 6.13, 2013)의 CEL 기법을 이용하여 해석을 수행하였다. Mangeney et al.
토석류의 초기체적은 초기 전단저항력을 가지며 전단속도가 증가함에 따라 점성이 감소하는 거동을 보이는 Herschel-Bulkely model을 적용하였으며, 모델에 필요한 재료 정수는 Jeong et al.(2015) 연구에서 실내 유동학실험(Rheometer test)를 통해 결정한 값을 적용하였다. 해석에 적용한 물성 값을 Table 2에 정리하여 나타내었다.
Fig. 2는 지반침식 및 연행작용 발생이전의 상태를 나타낸 것으로 지반층과 기반암층에는 Mohr-Coulomb 모델을 적용하고 토석류에는 Herschel-Bulkley 모델을 적용하였으며, 각 층의 사이에는 Coulomb의 마찰모델을 적용하였다.
지반의 전단저항력을 표현하기 위한 여러 가지 소성 모델들이 존재하고 있으며 사질토 지반에서는 MohrCoulomb 모델이 주로 사용된다. Mohr-Coulomb 모델은 식 (3)과 같으며 본 연구에서는 지반층과 암반층에 모델을 적용하였다.
경계면(interface)조건은 마찰저항을 고려하기 위하여 ABAQUS에서 제공하는 접촉면 요소(contact element)를 적용하였다. 본 해석에 적용한 접촉면 요소는 유한요소망의 일치가 필요 없고, 접촉면이 자동으로 설정되어 경계에서 큰 변형이 발생하여도 요소가 찢어지지 않는 장점을 가진 general contact interface 모델을 적용하였다(Jeong et al.
5와 같이 강성이 상대적으로 강한 기반암층 또는 실험대에는 Lagrangian 요소를 적용하였고 초기 체적(initial volume)과 침식이 가능한 지반 층에 Eulerian요소를 적용하였다. 또한 토석류가 흐르는 층에 는 Eulerian 요소를 적용하였다. ABAQUS에서 Eulerian 요소 내 물질의 거동은 각 요소의 체적비인 Eulerian Volume Fraction(EVF)으로 정의 하고, 물질이 채워져 있으면 EVF=1로 나타내고, 비워져있으면 EVF=0으로 나타낸다(ABAQUS, 2013).
래미안 유역의 해석의 단면은 2009년의 LiDAR 측량결과를 이용하여 모델링 하였다. 해석 시간을 단축하기 위하여 Fig.
본 연구에서는 지반침식 및 연행작용을 확인하기 위하여 ABAQUS(Ver 6.13, 2013)의 Coupled EulerianLagrangian(CEL)기법에 모델을 적용한 토석류 해석을 수행하였다. CEL은 유한요소해석에서 대변형 문제를 해석하기 위해 개발된 기법으로 앵커링 기술(Kim and Jeong, 2014), 말뚝의 관입에 따른 거동 분석(Ko et al.
본 연구에서는 초기 전단저항력을 가지며 전단속도가 증가함에 따라 점성이 감소하는 거동을 보이는 HerschelBulkely model을 토석류의 초기 체적에 적용하였다.
경계면(interface)조건은 마찰저항을 고려하기 위하여 ABAQUS에서 제공하는 접촉면 요소(contact element)를 적용하였다. 본 해석에 적용한 접촉면 요소는 유한요소망의 일치가 필요 없고, 접촉면이 자동으로 설정되어 경계에서 큰 변형이 발생하여도 요소가 찢어지지 않는 장점을 가진 general contact interface 모델을 적용하였다(Jeong et al., 2015). 경계면의 조건은 식 (5)와 같이 마찰계수와 한계전단응력으로 정의되는 Coulomb 마찰이론을 적용하였다.
본 해석에서는 현장조사 및 실내실험 결과를 기반으로 암반층, 침식 가능한 지반층 그리고 토석류의 물성을 결정하였다. 토석류의 초기체적은 초기 전단저항력을 가지며 전단속도가 증가함에 따라 점성이 감소하는 거동을 보이는 Herschel-Bulkely model을 적용하였으며, 모델에 필요한 재료 정수는 Jeong et al.(2015) 연구에서 실내 유동학실험(Rheometer test)를 통해 결정한 값을 적용하였다.
본 연구결과 토석류 해석 시 반드시 지반침식과 연행 작용을 고려한 해석이 필요함을 알 수 있었으며, 지반침식과 연행작용을 고려한 토석류의 거동을 분석하기 위한 해석모델을 제안하였다. 해석모델은 대변형 수치해석 기법인 Coupled Eulerian-Lagrangian(CEL)기법을 이용하여 나타냈으며 모델의 적정성을 확인하기 위하여 연행작용을 고려한 실내실험(Mangeny et al., 2010)과 실제 토석류가 발생한 우면산 래미안 유역을 대상으로 해석을 수행하였다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
해석에 필요한 재료 정수는 참고한 논문(Mangeney et al., 2010)에 제시된 값을 사용하였으며, 해석에 추가적으로 필요한 물성은 제시된 물성 값을 기반으로 추정하였다. 해석에 적용한 물성 값을 Table 1에 정리하였다.
성능/효과
(4) 실내 실험과 유역 규모해석을 통해 모델의 적정성을 확인하였으며, 지반침식 및 연행작용에 따른 토석류의 체적증가를 확인하였다. 본 연구에서 제안한 해석모델은 유하부에 도달하는 토석류의 규모를 적절한 예측이 가능하며 이를 통한 적정규모의 사방댐 설계에 활용이 가능할 것으로 판단된다.
Fig. 14(a)는 상류에서의 전단강도로 원지반의 지표면에서는 침식된 이후에 전단력이 사라지고, -0.5m와 -1.0m의 심도에서는 토석류가 전부 지나간 20sec에 전단력이 사라지는 것으로 나타났다. Fig.
그 결과, 지반침식 및 연행작용은 지반의 입도분포, 흐르는 깊이, 포화 상태에 따라 다르며 건조한 지반에서의 변형율 속도는 0.002∼0.005m/sec, 포화된 지반에서의 속도는 0.1∼0.5m/sec의 범위를 갖는 다고 밝혔다.
9에 해석 결과를 나타냈으며 단계 증가(Step=0, Step=2, Step=4의)에 따른 토석류의 흐름높이와 형상을 확인하였다. 그 결과, 초기 토석류의 높이(Setp=0) 0.14m 에서 시작하여 Step=2에서는 중력에 의해 최대 높이 0.125m로 감소하고, 0.28m까지 흘러내렸으며, Step=4에서는 0.08m로 감소하고 0.74m까지 흘러 내렸다. Fig.
(3) 유역규모에서 모델 적용에 따른 토석류의 거동을 확인하기 위하여 실제 토석류가 발생한 우면산 래미안 유역을 모사하여 연행작용을 고려한 해석을 수행하였다. 그 결과, 토석류에 의해 지반 침식 및 연행작용이 발생하여 유역의 피해면적 증가하였으며 실제 래미안 유역의 피해면적과 유사하게 나타났다. 토석류에 의해 지반의 침식이 1.
10과 같이 해석결과와 실험결과를 비교한 결과 매우 유사하게 나타났다. 따라서 본 해석에 적용된 모델은 토석류의 거동을 적절히 모사 가능한 것으로 판단된다.
13(a)는 토석류의 피해 범위를 나타낸 것으로, 연행작용을 고려하지 않은 해석에서는 초기토석류 발생량인 6,700m3에 의해 발생한 피해면적이고 연행작용을 고려한 해석에서는 연행작용에 의해 토석류의 체적이 증가하여 피해면적 역시 증가 하였다. 연행작용을 고려한 해석에서 유하부에 퇴적은 토석류의 체적은 mesh의 체적을 통해 산정하였으며 초기 체적의 약 6.2배 증가한 42,000m3으로 나타났다. 연행작용을 고려한 해석의 결과가 실제 피해 면적을 더 잘 모사할 수 있는 것으로 나타났다.
2배 증가한 42,000m3으로 나타났다. 연행작용을 고려한 해석의 결과가 실제 피해 면적을 더 잘 모사할 수 있는 것으로 나타났다. 토석류의 흐름형상과 지반의 침식 및 연행작용 효과를 확인하기 위하여 연행작용을 고려한 해석 결과를 Fig.
토석류에 의해 지반의 침식이 1.5∼2.0m 깊이까지 발생하는 것으로 나타났으며 유하부에 흘러내려온 토석류의 체적이 초기체적(6,400m3)에 비해 약 6.2배 증가하여 실제 레미안 유역의 퇴적량(42,000m3)과 유사하게 나타났다.
후속연구
(4) 실내 실험과 유역 규모해석을 통해 모델의 적정성을 확인하였으며, 지반침식 및 연행작용에 따른 토석류의 체적증가를 확인하였다. 본 연구에서 제안한 해석모델은 유하부에 도달하는 토석류의 규모를 적절한 예측이 가능하며 이를 통한 적정규모의 사방댐 설계에 활용이 가능할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
점성 유체모델을 적용한 프로그램들의 문제점은?
g., FLO-2D, RAMMS)은 토석류의 이동방향 및 거리, 속도는 적절히 모사할 수 있으나, 지반 침식 및 연행작용, 고체상태에서 유체상태로 변화는 상변화 등 복잡한 거동을 설명하기에는 많은 어려움이 있다(Iverson, 2013). 토석류에 의해 발생하는 지반침식 및 연행작용을 고려하기 위해서는 해석상에서 지반의 전단저항력을 고려해야 한다.
토석류란 무엇인가?
토석류는 흙과 암석 등이 물과 섞여 중력에 의해 흐르는 현상으로(Iverson, 1997) 토석류는 빠른 이동속도와 유하부에 도달하는 체적으로 사회기반시설 및 인명피해에 직접적으로 영향을 미친다. 전 세계적으로 토석류의 발생 원인은 크게 강우에 의해 발생한 산사태와 지진으로 구분하고 있으며(Iverson et al.
토석류해석 모델은 무엇으로 구분할 수 있는가?
토석류의 거동을 수치 해석적으로 확인하기 위하여 토석류해석 모델에 대한 연구가 많은 연구자(Hungr, 1995; Iverson, 1997)들에 의해 진행되었다. 개발된 토석류해석 모델은 연속체 모델과 불연속적 입자 모델로 구분할 수 있다(Takahashi, 2007). 연속체 모델은 토석류를 흙과 물을 단상으로 고려한(O’Brien et al.
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