[논문]수위급강하에 대한 제방 사면의 취약도 곡선 작성

조성은

doi:10.7843/kgs.2023.39.10.27

[국내논문] 수위급강하에 대한 제방 사면의 취약도 곡선 작성
Development of Fragility Curves for Slope Stability of Levee under Rapid Drawdown 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.39 no.10, 2023년, pp.27 - 39

조성은 (한경국립대학교 건설환경공학부)

초록
AI-Helper

극한홍수에 대응하기 위한 홍수 위험도 관리의 필수 요소인 홍수 위험도 평가를 위해서는 댐 및 하천제방과 같은 홍수방어시설에 대하여 여러 파괴 메커니즘을 고려한 신뢰도 해석을 수행해야 한다. 본 연구에서는 수위급강하에 의한 제체 사면의 시간에 따른 확률론적 안정성 평가에 대하여 연구하였다. 유한요소 해석에 의한 침투해석 결과를 사면안정 해석에 연동하여 Monte Carlo Simulation을 수행함으로써 수위급강하에 따른 제체의 시간의존적 거동을 연구하고 파괴확률을 계산하여 제방의 취약도 곡선을 작성하였다. 수위급강하에 의한 사면의 파괴확률은 특정 수위까지는 매우 작은 값을 유지하지만, 그 이상에서는 수위가 증가함에 따라 급격하게 증가하는 현상을 보였다. 또한 취약도 곡선은 수위 하강 속도에 크게 영향을 받았다. 수위 저하 속도는 수문 시나리오에 의한 수위의 변동해석을 통하여 결정되므로 수위급강하에 따른 제방 제외지 사면의 안정성은 기후변화에 따라 크게 영향을 받을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

To effectively manage flood risk, it is crucial to assess the stability of flood defense structures like levees under extreme flood conditions. This study focuses on the time-dependent probabilistic assessment of embankment slope stability when subjected to rapid water level drops. We integrate seepage analysis results from finite element analysis with slope stability analysis and employ Monte Carlo simulations to investigate the time-dependent behavior of the slope during rapid drawdown. The resulting probability of failure is used to develop fragility curves for the levee slope. Notably, the probability of slope failure remains low up to a specific water level, sharply increasing beyond that threshold. Furthermore, the fragility curves are strongly influenced by the rate of drawdown, which is determined through hydraulic analysis based on flood scenarios. Climate change has a significant impact on the stability of the water-side slope of the embankment due to water level fluctuations.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1. Levee cross-section and geological configuration
그림 Fig. 2. Unsaturated hydraulic properties of fill material
표 Table 1. Input soil parameters used for analysis
그림 Fig. 3. Results of stability analysis for landside slope under steady state seepage (H = 18 m)
그림 Fig. 4. Relationship between the safety factor of landside slope and water level under steady state seepage
그림 Fig. 5. Results of deterministic stability analysis for landside slope under rapid drawdown (H = 18 m, V = 0.2 m/h)
그림 Fig. 6. Variation of F_S with time for different drawdown rates (H = 18 m, waterside slope)
그림 Fig. 8. Results of MCS (LHS): probability density of the safety factor (waterside slope, H = 18 m and V = 0.2 m/h)
그림 Fig. 7. Variation of F_S with time for different drawdown water levels (V = 0.2 m/s, waterside slope)
그림 Fig. 9. Variation of P_f with time for different drawdown rates (H = 18 m, waterside slope, RSM-based MCS)
그림 Fig. 10. Variation of P _f with time for different drawdown water levels (V = 0.2 m/s, waterside slope, RSM)
그림 Fig. 11. Variation in the estimated mean, standard deviation, and COV of the safety factor with time for different drawdown rates (H = 18 m, V = 0.2 m/s)
그림 Fig. 12. Variation of P _f with time for different methods (waterside slope, H = 18 m, and V = 0.2 m/s)
그림 Fig. 13. Fragility curves for slope stability with respect to varying drawdown rate
그림 Fig. 14. Scatter plot between factor of safety and cohesion of sedimentary layer (correlation coefficient = 0.746546, t = 35 hours, H = 18 m, and V = 0.2 m/s, LHS)
그림 Fig. 15. Correlation coefficients betweens F_S and shear strength parameters with time (H = 18 m, V = 0.2 m/h, LHS)
그림 Fig. 16. Fragility curves for slope stability with respect to varying COV of strength parameters (V = 0.2 m/h)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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