• 지질공학
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• 제21권3호
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• pp.247-257
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• 2011

본 연구는 사면재해 취약성 평가를 위해 사면모델 중 하나인 무한사면 해석모델을 적용하였다. 그러나 무한사면 해석모델은 광역적인 연구지역에 적용하는데 있어서 데이터획득 및 처리과정에 어려움이 있고 데이터 획득과정에서 불가피하게 불확실성이 개입되는 문제가 있다. 이러한 불확실성을 최소화하기 위해 확률론적 해석기법인 몬테카를로 시뮬레이션을 적용하였으며, 광역적인 연구지역에 무한사면 해석모델을 적용하기 위하여 GIS를 활용한 무한사면 안정해석법으로 파괴확률을 획득하였다. 연구지역으로는 사면재해가 집중적으로 발생한 보은지역을 선정하였고 사면의 기하학적인 특성과 점착력 및 내부마찰각 등의 강도정수를 획득하였다. 또한 불확실성의 효과를 평가하기 위해 강도정수의 변동계수를 10%에서 30%로 고려하였고 이러한 과정을 통하여 확률론적 해석기법은 자료의 불확실성을 감쇠시킬 수 있다는 결과를 도출하였다.

• 자원환경지질
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• 제45권6호
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• pp.697-707
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• 2012

정량적인 산사태 취약성 분석은 산사태를 유발하는 인자 및 모델에 대한 접근방법에 따라 통계적 기법과 지질역학적 기법으로 구분된다. 이 중 지질역학적 기법은 산사태 모델을 가정하고 사면의 기하학적 특성과 사면 구성물질의 공학적 특성을 고려하여 산사태의 취약성을 판단하는 기법으로 산사태의 발생메커니즘과 과정을 고려할 수 있다는 장점을 가지고 있어 산사태의 취약성 분석에 가장 효과적인 기법 중의 하나로 보고되고 있다. 지질역학적 해석기법의 경우 최근 들어 무한사면모델이 주로 사면 모델로 사용되고 있으며 GIS의 활용을 통해 광역적인 지역에 대한 분석이 가능해짐에 따라 무한사면모델을 이용한 광역적인 지역에서의 산사태 취약성 분석이 가능해졌다. 기존의 무한사면모델을 활용한 연구의 경우 연구지역의 지하수위를 지반이나 강우의 특성에 대한 고려 없이 임의로 가정하여 해석함으로써 강우량과 연구지역의 지반특성에 따라 지하수위가 유동적으로 포화되는 것을 전혀 고려할 수 없는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이를 보완하기 위해 산사태의 유발에 가장 큰 영향을 미치는 강우강도와 지반의 수리특성을 반영할 수 있는 수리학적 모델을 무한사면모델과 결합하여 연구지역의 현장 조건을 반영한 산사태 취약성 분석을 수행하였다. 또한 기존의 해석방법과 본 연구에서 제안된 해석기법을 비교분석하기 위하여 2006년 7월 대규모의 산사태가 발생한 강원도 진부지역을 대상으로 분석을 수행하였다. 그 결과 본 연구에서 제안된 해석기법이 기존의 해석기법에 비해 높은 예측 정확도를 보이는 것으로 분석되었다.

• 자원환경지질
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• 제36권4호
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• pp.313-320
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• 2003

사면재해는 강우기에 반복적으로 발생하는 지질재해의 하나로 우리나라의 경우 연평균 약 23명 정토의 인명피해가 사면재해로 인해 발생하고 있으며, 이는 자연재해로 인한 인명피해 중 약 25％ 정도를 차지하는 수치이다. 그러나, 이러한 사면재해는 다양하고 복합한 지질 및 지형 특성과 갉은 공간적인 특성과 집중호우와 같은 기후특성에 의해 좌우되므로 사면재해 예측이나 위험성에 대한 정량적인 산정을 무척 어려운 실정이다. 따라서, GIS를 이용한 위험성분석이나 확률을 이용한 다양한 기법이 활용되고 있다. 특히, GIS를 이용한 기법은 광역적인 지역에 대하여 방대한 양의 자료를 효율적으로 처리 및 분석을 수행함으로서 사면재해 관련 연구에 폭 넓게 활용되고 있다 본 연구에서 사용된 무한사면해석기법은 사면재해의 발생여부와 관련요인간의 연관성에 대한 단순한 통계적인 분석에 의한 기존 기법의 한계점을 보완하고 사면재해발생과 관련된 역학적인 검토를 수행하기 위하여 제안되었다. 본 연구 결과에 의하면 사면재해가 발생했던 지점과의 비교를 농하여 지반이 완전히 포화된 경우, 즉 m=1인 경우 무한사면모델에서 불안정하다고 해석된 지역에서 전체 사면재해의 87.5％가 발생하였음을 보여주고 있어 사면재해에 대한 해석기법으로서의 착용가능성을 보여주고 있다.

• 지질공학
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• 제28권1호
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• pp.11-24
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• 2018

사면 안정해석의 목적은 강우, 지형 및 토질 특성 등을 고려하여 발생 위치와 발생 시간을 예측하는 것이다. 본 연구에서는 수치지형 모델, 지하수위 변화를 반영하는 집수모델, 무한사면 안정해석 모델을 결합한 모델을 이용하여 울릉도 산지를 대상으로 Huff 4분위법의 강우패턴에 따라 시간대별로 변화하는 지하수위를 고려한 사면 안정해석을 실시하고, 그 결과를 정량적으로 분석하였다. 해석 결과 사면의 경사가 $20{\sim}50^{\circ}$ 범위일 때 안전율 1.0 이하의 셀이 전체의 69.1~70.0%로 가장 넓게 분포하였으며, 강우 지속시간이 1분위($Q_1$)의 경우 2시간, 2분위($Q_2$) 5시간, 3분위($Q_3$) 7시간, 4분위($Q_4$) 6시간부터 안전율 1.0이하의 셀이 나타나기 시작한다. 또한, 안전율 1.0 이하의 셀이 최대로 나타나는 강우 지속시간은 1분위의 경우 6시간, 2분위 12시간, 3분위 16시간, 4분위 20시간으로 나타났으며, 분위별 안전율 1.0 이하 면적은 각각 14.3%, 15.0%, 15.6%, 16.3%로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권6C호
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• pp.219-229
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• 2010

우리 나라는 산지가 국토 면적의 약 70%를 차지하고 있기 때문에 장마나 태풍 시 집중 강우에 의하여 다수의 사면 붕괴가 발생하고 있으며, 이러한 사면 붕괴로 인해 많은 인명과 재산피해가 발생되고 있다. 이러한 상황하에서 사면 붕괴로 인한 피해를 경감시키기 위해서는 광범위한 지역에 걸쳐 분포되어 있는 사면을 대상으로 붕괴가 예상되는 위험한 사면부를 추출하여 방재 대책을 강구할 필요성이 있으며, 이를 위해서는 사면의 안정성 또는 위험도의 정량적 평가가 선행되어야 한다. 그러나 국내에는 아직까지 광역의 수많은 사면을 대상으로 강우와 지형적 요인 및 토질공학적 요인을 고려한 위험도 예측모델이 구축되어 있지 않은 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 유역 내 지하수위의 시간 변화를 구하는 집수모델과 무한사면의 안정해석모델을 조합한 해석기법을 제안하고, 이를 이용한 해석 사례를 소개하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.135-143
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• 2001

강우에 의한 잔류토에서의 얕은 사면파괴는 세계적으로 흔히 볼 수 있는 사면파괴의 형태이다. 본 연구에서는 침투가 사면 표면의 안정에 미치는 영향을 평가하기 위해 한계평형법을 이용하는 무한사면 해석법을 연구하였다. 재현기간에 따른 강우강도가 지속기간이 고려되는 임의의 강우에 의해 유발되는 얕은 사면파괴의 가능성을 평가하기 위해서 Green-Ampt 모델에 바탕을 둔 간략법들이 적용되었다. 간략법들에 의한 결과들과 비교하기 위하여 일련의 수치해석이 수행되었다. 그 결과에 의하면 적절하게 선택된 입력값을 사용하면 수정간략법이 더욱 엄밀한 해석법인 유한요소해석과 근사한 합리적인 결과를 줌을 알 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제3권4호
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• pp.41-54
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• 1987

본 논문에서는 무한사면에서 강우에 따른 지하수위 변동을 합리적으로 추정할 수 있는 추계론적 수치해석모델이 개발되었다. 특히, 투수계수, 비산출율(Specific Yield) 등의 지하수흐름에 필요한 계수들과 지하암반층의 공간적 변화에 의하여 지하수위가 공간적으로 변하는 효과에 관해 중점적으로 연구하였으며, 이러한 계수들의 공간적 변화를 추정하기 위하여 Kriging 이론을 도입하였다. Kriging 이론은 몇개의 제한된 실측치로부터 실측을 하지 못한 각각의 수치해석 요소에 불편, 최소 분산을 갖는 값들을 추정할 수 있는 방법이다. 사면방향의 일차원 수치해석 모델, Kriging 이론, 1차근사해법을 조합하여 추계론적 1차원 수치해석 프로그램을 개발하였다. 또한 사면방향의 지하수위 변동뿐만 아니라, 횡방향의 변동도 조사하기 위하여 확정론적 2차원 모델도 개발하였다. 한 무한사면에 대하여 개발된 모델을 이용하여 예제해석을 한 결과 투수계수나 비산출율의 공간적 변화뿐만 아니라 지하암반층의 공간에 따른 요철도 지하수위의 공간적 변화에 큰 영향을 미침을 알게 되었다. 또한 지하수위는 사면방향으로 큰 변동을 보일뿐 아니라 횡방향으로의 변동 또한 무시할 수 없을 정도로 큼을 알 수 있었다. 개발된 모델의 결과들은 지하수위 변동에 의한 산사태 위 험도 분석시에 이용될 수 있다.

• 농업과학연구
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• 제25권1호
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• pp.97-106
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• 1998

본 연구는 현재 산사태 대책수립에 많이 이용되고 있는 원호활동 해석방법의 문제점을 규명하기 위하여 실시되었으며, 여기서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 40개의 모델사면을 지층에 따라 활동면을 분석해 본 결과, 풍화토와 풍화암의 경계 부분이 다른 부분에 비하여 활동이 일어날 가능성이 높은 것으로 나타났다. 2. 우리나라에서 발생하는 산사태의 대부분이 깊이 2m를 전후로 하여 토층의 경계부근등 주로 불연속면을 따라 발생하기 때문에 절취사변에 대한 산사태의 안정해석을 할때, 무한사면해석을 우선 고려하는 것이 안전한 설계가 될 것으로 판단된다. 3. 사면경사가 일정한 상태에서 사면길이만을 변화 시켰을 경우, 원호활동사면인 경우는 토층이 얕고 사면길이가 짧을수록 안전하였으나 무한사면인 경우는 사면길이에 관계없이 최소안전율은 동일하였다. 4. 우리나라 산사태의 대부분을 차지하는 사면경사 $30^{\circ}$의 조건으로 원호활동해석과 무한활동해석으로 분석한 결과, 상호간의 최소안전율의 차이가 많으며 원호활동해석 방법은 무한활동해석에 비해 과다하게 안전측으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.512-515
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• 2012

최근의 재해 발생은 하천에 의한 범람, 제방의 붕괴 등에 의한 피해발생보다는 일정지역에 국한적으로 내수배제 불량, 토사유출, 산사태 등으로 인한 피해의 발생이 증가하고 있다. 특히나 도시지역과 신규개발지역을 중심으로 집중호우로 인한 토사유출 등으로 인한 배수로 막힘, 산사태등의 2차적인 피해가 증가하고 있는 추세이다. 2011년의 서울의 우면산 산사태 등과 같은 도시중심에서의 피해와 강원도 등의 신규개발지역에서의 토사로 인해 2차, 3차 피해는 국지적이고 예측이 불가능한 곳에서 발생되고 있다. 이러한 토사유출, 산사태에 의한 예측기법은 최근의 정보기술의 발달로 인해 보다 다양한 방법의 접근들이 시도되고 있으며, 이에 대한 정량적인 평가기법들이 개발되고 적용되고 있다. 본 연구에서는 산지지형의 소규모 개발지의 토사재해의 위험성을 평가하기 위하여 GIS 기술을 이용한 사면의 안정성과 산사태 위험성을 평가하는 대표적인 방법으로 Pack et al. (1998)이 제안한 수리적 무한사면 안정모델과 결합하여 사면안정분석을 위해 개발된 SINMAP을 이용하여 소규모 개발지역의 토석류 해석과 사면의 안정성 검토 그리고 범용토양공식을 이용하여 토사유출량을 산정하여 개발지역내 사면 및 토사재해의 위험성을 평가하였다. GIS를 이용한 지형적 특성에 따른 사면의 위험성과 토사유출량 해석 결과를 이용하여 소규모 개발지역의 토사재해의 위험성을 정량적이고 다각적으로 평가하여 재해발생에 따른 위험성을 노출하고 이에 대한 대책 수립에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.9-18
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• 2008

우리나라에서는 강우로 인한 얕은 사면파괴 형태를 흔하게 볼 수 있다. 즉, 강우시 발생하는 사면의 얕은 파괴는 지표로 침투하는 강우에 의한 포화깊이 증가에 의해 발생한다. 본 연구에서는 침투가 사면 표면이 안정에 미치는 영향을 평가하기 위해 한계평형법을 이용하는 무한사면 해석방법을 적용하였다. 재현기간에 따른 강우강도와 지속기간이 고려되는 임의의 강우에 의해 유발되는 얕은 사면파괴의 가능성을 평가하기 위해서 일차원 침투모델인 Green-Ampt 모델에 바탕을 둔 침투능에 따른 침투깊이를 산정한 Pradel & Raad 방법을 이용하였다. 즉, 이론해에 의한 결과와 비교하기 위하여 동일한 조건으로 SEEP/W를 통한 수치해석을 수행하였다. 결과, 화강풍화토의 함수특성곡선을 이용하여 불포화사면의 강도정수를 추정하여 계산된 불포화 지반의 해석이 기존 포화사면의 해석에 비하여 보다 정확한 결과임을 알 수 있었다.