[논문]무인항공기 영상 촬영을 활용한 벌목지역의 비탈면 안정성 평가

김태완; 유형식; 박석인; 김재홍

doi:10.7843/kgs.2022.38.7.39

무인항공기 영상 촬영을 활용한 벌목지역의 비탈면 안정성 평가
Slope Stability in Logging Areas Using Unmanned Aerial Vehicle Imaging 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.38 no.7, 2022년, pp.39 - 47

김태완 (동신대학교 토목공학과) , 유형식 (동신대학교 토목공학과) , 박석인 (동신대학교 토목공학과) , 김재홍 (동신대학교 토목공학과)

초록
AI-Helper

본 연구는 도심지 내에 위치한 학교와 아파트 등 지반구조물들의 재해 위험성을 검증하기 위해 비탈면붕괴에 대한 안정성 평가를 수행하고자 한다. 이에 광주광역시에 위치한 𐩒𐩒고등학교 뒤편의 비탈면이 2018년 8월에 집중호우로 인하여 붕괴되었다. 일반적으로 장마철이면 비탈면 주위로 배수가 원활하게 진행되겠지만, 붕괴 시 비탈면 표층에서 침투수의 다량 용출과 지표면을 따라 포화된 지층을 따라 얕은파괴가 진행되었다. 붕괴 원인을 분석하기 위해 직접 확인하지 못하는 비탈면 상부지역을 무인항공기를 이용하여 영상촬영을 하였다. 영상분석을 통해 경사도를 이용한 수치표고모형(DEM)을 수행하였고, 강우 흐름 방향, 벌목지역의 넓이와 폭, 길이를 계산할 수 있었다. 10일 동안 지속된 강우로 인한 붕괴사면의 시간별 불안정성에 대한 변화를 수치해석을 통하여 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aims at evaluating the stability of disaster risks, such as schools, apartments, and geotechnical structures located around slopes in urban areas. The research conducted an aerial photography analysis on where the slope of the retaining wall behind 𐩒𐩒 High School in Gwangju collapsed in August 2018 due to heavy rain. In general, the overflow of rainwater has been managed through drainage channels around slopes during the rainy season, and the surface flow of rainfall was limited due to the presence of dense forests in the area. However, when the slope collapsed, a lot of water flowed out of the ground, and the saturated surface layer ground was destroyed. To analyze the cause, the changed terrain of the upper slope area, which could not be directly identified, was photographed using unmanned aerial vehicles. Digital Elevation Model by unmanned aerial vehicle shooting was performed by analyzing the slope map, calculating the direction of rainfall and the length and width of water-logged areas. The change in the instability of the slope over time due to a 10-day rainfall was also analyzed through numerical analysis.

주제어

표/그림 (27)

그림 Fig. 1. Collapse of retaining wall slope due to railway construction
그림 Fig 2. Drone shot of the scene of road loss caused by heavy rainfall
그림 Fig. 3. Location of OOhigh school in Gwangju and adjacent area
그림 Fig. 5. Protecting the area of slope failure covered by tarpaulin
그림 Fig. 4. Site of slope failure behind a OOhigh school building
그림 Fig. 6. Design cross-sectional view of slope failure area
그림 Fig. 7. Around high school photographed by unmanned aircraft vehicle (Sept. 2015)
그림 Fig. 10. Drone-shot collapse slope, Gwangju
그림 Fig. 11. Area and width of the logging area calculated by the photographic images
그림 Fig. 8. Logging area photographed by unmanned aircraft vehicle (Sept. 2017)
그림 Fig. 9. Logging area photographed by unmanned aircraft vehicle (Nov. 2019)
그림 Fig. 12. Slope map derived from Digital Elevation Model (DEM)
표 Table 1. Soil properties
표 Table 2. Hydraulic properties of unsaturated soil
그림 Fig. 13. Climate Information of Gwangju (Aug. 2018)
그림 Fig. 15. Initial condition for unsaturated soil seepage analysis (SEEP/W)
그림 Fig. 14. 10 days of Rainfall Observation (Aug. 2018)
그림 Fig. 16. Boundary condition for slope stability analysis (SLOPE/W)
그림 Fig. 17. Contour of pore water pressure (after 1day)
그림 Fig. 19. Contour of pore water pressure (after 3day)
그림 Fig. 21. Contour of pore water pressure (after 5 days)
그림 Fig. 18. Safety factor due to 1 day of rainfall
그림 Fig. 20. Safety factor due to 3 days of rainfall
그림 Fig. 22. Safety factor due to 5 days of rainfall
그림 Fig. 23. Contour of pore water pressure (after 10 days)
그림 Fig. 24. Safety factor due to 10 days of rainfall
표 Table 3. Change of factor of safety during 10 days

참고문헌 (7)

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Kim, Y.S., Kim, J.H., Lee, J.K., and Kim, S.S. (2013), "A Study on Soil Slope Stability Design Considering Seepage Analysis", Journal of the Korean Geotechnical Society, Vol.29, No.1, pp. 135-147.

원문보기 상세보기
Kim, T.W., Choi, Y.W., and Kim, J.H. (2021), "Analysis of Rainfall Seepage and Slope Stability by Mountain Slope Logging", Korean Geotechnical Society Spring National Conference, March 18~19, Seoul, pp.93-94.
KMA Weather Data Service, Korea Meteorological Administration, https://data.kma.go.kr
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National Territory information Map, numerical map, http://map.ngii.go.kr/mn/mainPage.do
QGIS (2020), QGIS 3.16.3 'Hannover', https://qgis.org/ko/site/forusers/download.htmltqgis.org

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