The Journal of Engineering Geology (지질공학)

The Korean Society of Engineering Geology (대한지질공학회)
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Three-dimensional Slope Stability Analysis of a Dual-lithology Slope

이종지질 분포사면에서의 3차원 사면안정해석

  • Seo, Yong-Seok (Department of Earth and Environmental Sciences, Chungbuk National University) ;
  • Lee, Kyoung-Mi (Department of Earth and Environmental Sciences, Chungbuk National University) ;
  • Kim, Kwang-Yeom (Geotechnical Engineering and Tunnelling Research Div., Korea Institute of Construction Technology)
  • 서용석 (충북대학교 지구환경과학과) ;
  • 이경미 (충북대학교 지구환경과학과) ;
  • 김광염 (한국건설기술연구원 지반연구실)
  • Received : 2011.02.25
  • Accepted : 2011.03.21
  • Published : 2011.03.31
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Abstract

Three-dimensional slope stability analysis was applied to a failed dual-lithology slope containing both granite and an andesitic dyke, taking account of the differences in shear strength of the different lithologies. A direct shear test of the soil-rock boundary was performed to examine the shear strength of two different types of failure surfaces within different lithologies, and a laboratory test was performed on an upper, weathered soil layer. The test results indicate that shear strength was lower at the soil-rock boundary than within the weathered soil layer. A representative geological section was subjected to two-dimensional slope stability analysis using a limit equilibrium method to assess whether the distribution of lithologies upon the slope influences the results of stability analysis. The results were then compared with those of three-dimensional slope stability analysis, for which input parameters can be varied according to the distribution of lithologies upon the slope. The three-dimensional analysis yielded safety factors of 1.26 under dry conditions and 0.55 under wet conditions, whereas the two-dimensional analysis yielded unstable safety factors of 0.92 and 0.32, respectively. These findings show that the results of stability analysis are affected by the distribution of different lithologies upon the slope. Given that the studied slope collapsed immediately after rainfall, it is likely that the results of the three-dimensional analysis are more reliable.

화강암과 안산암질 암맥이 공존하고 있는 붕괴사변을 대상으로 지질에 의한 전단강도의 차이를 반영한 3차원 사면안정해석을 수행하였다. 지질이 서로 다른 두 종류의 파괴면에 대한 전단강도를 파악하기 위하여 흙-암 경계면 직접전단시험을 수행하였고, 또한 상부 풍화토층에 대한 실내토질시험을 실시하였다. 시험결과 풍화토층에 비하여 흙-암 경계면의 전단강도가 낮게 나타났다. 사면내 지질분포의 차이가 안정성해석 결과에 영향을 주는 것을 알아보기 위하여 한계평형법을 이용한 2차원사면안정성 해석을 대표단면에서 실시하였으며, 사면내 분포지질에 따라 입력치를 다르게 할 수 있는 3차원사면안정성해석을 실시하여 2차원안정성해석과 그 결과를 비교하였다. 해석결과에 의하면 안전율이 건기시 0.92와 포화시 0.32로 모두 불안정하게 나타난 2차원해석결과와는 달리 3차원해석결과에서는 건기시에 안전율이 1.26, 포화시에 0.55로 나타났다. 이러한 결과는 사면내 지질분포를 고려할 경우 안정성 해석의 결과가 달라질 수 있음을 보여주고 있으며, 우기 직후 붕괴가 일어났던 점을 고려하면 3차원해석결과가 보다 현실적인 것으로 판단된다.

Keywords

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