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문제 정의
- 서론부에도 지적한 바 있듯이 넓은 지역에 무수히 많은 사면에 대해 안정성 또는 위험도를 평가하는 방법은 주로 사면의 외형적 요인과 집수면적 등을 이용해 주로 정성적으로 평가하였으나, 본 장에서는 이들 요인과 역학모델에 의한 해석 결과인 안전율의 관계과의 비교⋅검토를 통하여, 기존 평가 방법의 문제점을 명확히 함으로서 본 해석 모델의 유용성에 대해 논한다.
- 물리모델은 수치표고 모델을 이용하여 집수모델과 사면안정해석법을 적절히 조합한 형태가 대표적이나, 우리나라는 상술한 물리모델과 관련한 연구가 그다지 보고되어 있지 않은 실정이다. 이에, 본 연구에서는 수치 표고 모델(DEM) 을 이용하여 유역 내 지하수위의 시간 변화를 구하는 집수모델과 무한사면의 안정해석을 조합한 광역을 대상으로 표층붕괴의 발생 위치를 예측할 수 있는 수법을 제안한다. 이 예측수법은 조사지역내에 전체 사면을 대상으로 하고, 우수의 침투에 의한 기반면으로부터 형성되는 지하수위뿐만아니라 이들이 표토층내를 흐르는 과정을 나타내는 모델을 작성함으로서 집수성을 새롭게 평가하고, 이 지하수위 및 그 외의 지형요인, 토질요인을 이용한 각 단위경사(10m격자로 둘러싸인 부분, 이후 이것을 '셀'로 칭한다)에서 유효응력법에 의한 무한장사면안정해석을 수행하여, 전체 셀을 대상으로 그 위험도를 평가하는 수법이다.
가설 설정
- 4) 투수계수 k, 유효간극률 λ, 유효강우 r은 셀 내에서 같다.
- 표토층내의 지하수위(h(t))는 전절에서 설명한 집수모델로 구하는 값을 이용한다. 단, 이 집수모델에서 얻은 지하수위가 표토층 두께를 넘은 경우는 그 수위는 순간적으로 지표류로서 흐르게 되고, 지표수심은 나타나지 않는 것으로 가정하였다. 이상 설명한 각 수치를 이용하여, 해석대상지역에 유효강우를 주고 시간마다의 안전률을 계산한다.
- 따라서 본 보고에서는 10m×10m의 셀을 대상으로서 한정된 공간 내에서 셀의 안정 및 셀 간의 안정도를 비교하는 경우에는 셀 내의 표토층 두께와 경사를 같다고 가정하여 각 셀에 무한장사면 안정해석모델을 적용한다.
- 본 논문에 있어서 활동면은 기반암을 따르는 면 즉, 기반암과 표층토의 경계면에서 발생한다고 가정하고 있기 때문에 평상시 수위는 기반암면에 있다고 가정한다(hi,j(0)=0). 식생에 의한 상재하중 q0는 현 단계에서 불명확하기 때문에 이 값도 0으로 가정한다.
- 또한, 정수위 투수시험 결과, 투수계수는 10-3 cm/s로 나타나 대상 지역 토질의 투수성은 상당히 양호한 것을 알 수 있었다. 한편, 해석에 이용한 강우조건은 유효강우 r=20mm/h를 20시간 동일하게 주는 경우를 가정하였다. 이렇게 동일한 강우를 주는 이유는 (1) 장래의 강우 패턴을 예측할 수 없고, (2) 본 논문에서는 우수의 연직침투과정을 고려하지 않으므로, 가령 과거의 강우를 입력했다 하더라도 결과(특히 붕괴발생시각 의 신뢰성은 ) 불충분하고, (3) 과거의 강우 중 어느 정도가 유효강우로 작용하였는지가 현재에는 불명확하기 때문이다.
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