• 한국방재학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.23-32
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• 2005

1995년 일본 고베 대지진 발생 이후 한국정부는 국내 시설물에 대한 내진설계분야 및 지진피해 최소화 방안에 대한 연구를 지속적으로 진행해왔으며, 현재까지 괄목할 만한 많은 성과를 내고 있다. 그렇지만, 국내비탈면과 같은 구조물들은 여전히 내진설계가 적용되지 않고 있으며, 일부 기관에서만 설계자의 판단에 의해 비탈면 내진설계가 적용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내외 비탈면 내진설계에 대한 연구 결과를 소개하고 국내비탈면에 적용할 수 있는 내진설계 방안을 제시하였다. 비탈면 내진설계 적용범위는 경제성, 비탈면의 중요도 및 복구의 용이성 등을 고려하여 공학자가 내진설계 여부를 판단하도록 하는 것이 바람직하며, 우리나라 비탈면의 내진설계 적용 범위 및 관련 기준도 지진관련 자료를 축적하여 향후 단계적으로 정립하는 것이 바람직 할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.51-57
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• 2007

강우시의 비탈면 설계에서는 강우특성변화에 따라 지하수위가 지표면에 위치하는 것으로 가정한다. 또한, 안정성 검토는 비탈면 설계시 대절토 비탈면을 대상으로 수행하는 반면, 안정성 검토가 수행되지 않는 비탈면에 대해서는 설계기준에 규정된 표준 경사가 적용된다. 강화된 지하수위 적용기준에도 불구하고 강우시 비탈면의 규모와 관계없이 비탈면 붕괴가 지속적으로 발생되고 있다. 붕괴원인을 조사하기 위하여 본 연구에서는 지반 조건별로 건기시와 우기시에 대하여 국내 시방기준에서 제안하고 있는 토사 비탈면의 표준경사에 대하여 안정성을 검토하였다. 시방기준에서 제시된 비탈면 표준경사는 건기시나 우기시 모두 안정해야 함에도 불구하고, 검토 결과는 많은 경우에서 기준 안전율이 얻어지지 않는 것으로 나타났다. 건기시의 경우는 전체 검토대상 조건에 대하여 약 50% 이상, 우기시의 경우 약 65% 이상이 기준 안전율을 만족하지 못하였다. 이러한 결과를 바탕으로 본 논문은 현 설계기준의 문제점을 지적하고 대책수립을 위한 방안을 제안하고 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 추계 학술발표회
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• pp.632-639
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• 2006

최근 들어 집중호우 등으로 인해 빈번해진 비탈면의 붕괴를 억지하기 위하여 비탈면 안정화기술이 급속하게 발전하고 있다. 특히 최근에는 신기술제도의 도입으로 비탈면 안정화를 위한 보강기술의 발전이 두드러지고 있다. 비탈면의 안정화를 위해서는 보강기술의 개발뿐만 아니라, 설계기준이나 설계기술, 유지관리기술, 예측기술 등 다양한 분야의 기술개발이 이루어져야 함에도, 최근 진행되고 있는 연구분야의 노력은 보강기술분야로 치우쳐 있는 실정이다. 이러한 관점에서 비탈면의 안정화를 위한 노력은 각 부분에서 균형적으로 비탈면의 안정화를 도모할 수 있는 기술개발 방향이 설정될 필요가 있다. 본고에서는 향후의 비탈면 안정화 기술 개발 방향 설정에 도움이 될 수 있도록 비탈면 안정화기술의 최근 동향을 파악하고, 비탈면의 안정화를 위하여 개선 및 개발되어야 할 필요가 있는 분야를 소개하고자 한다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.296-296
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• 2008

국내 절토비탈면은 이상 기후 및 건설공사의 증대로 인해 증가하고 있는 추세이며 장마철 및 태풍으로 인해 비탈면의 붕괴로 많은 인명 및 재산피해가 발생되고 있는 실정이다. 국내에서 사용되고 있는 기존의 비탈면의 설계기준은 암반의 불연속면에 대한 조사를 실시하고는 있지만 주로 암반의 굴착난이도를 토층, 리핑암, 발파암으로 구분하여 각각의 비탈면 절취경사를 결정하여 사용하는 방법을 사용하였으며 이러한 기준은 단순히 암석의 강도를 기준으로 설정되어 있으므로 암석의 공학적 특성 즉, 암반내 불연속면 방향성, 연속성, 충진물질, 마찰각, 풍화속도 등의 영향으로 공용후 비탈면 구배의 재조정 및 보강이 빈번하다. 국내외 절토비탈면의 설계기준은 각 기관별로 산재되어 있었으며 비탈면에 대한 설계 및 시공 등에 관한 기준은 도로와 철도 설계기준에 일부 반영되어 있을 뿐 항만, 댐, 택지조성 등 기타 시설 설계기준에는 비탈면에 대한 기준이 마련되어 있지 않아 표준적인 비탈면 설계기준 및 유지관리지침이 등이 필요하였다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 2004년부터 2006까지 한국시설안전공단, 한국도로공사, 대한주택공사가 협동으로 연구한 건설공사 비탈면 설계 시공 및 유지관리에 관한 연구의 결과로 2006년도에 "건설공사 비탈면 설계기준"이 수립되었다. 이 설계기준은 건설공사에서의 기존 상이한 기준들을 정리하고 동일화하는 작업을 수행하였으며 지반의 조사에서부터 대책공까지를 막나하여 정리하였다. 그러나 최근에 급격한 기후변화로 인한 비탈면붕괴 빈번함에 따라 과거 적용되어 왔던 이들 기준을 적용하는 경우, 특히 상부 토층 및 풍화암 구간에서 많은 설계안전율을 만족하지 못해 많은 보강을 수반해야 하는 문제가 발생되고 있어 그 원인에 대한 분석을 수행하고자 하였다. 2006년도 정리된 기준은 과거에 적용하여 온 유기시의 안전율 조건을 Fs > 1.1~1.2을 적용하였던 것을 Fs > 1.2로 통일하였으며 지하수위 조건은 지표면에 위치하도록 하였다. 지하수위 조건은 풍화암 및 토층의 경우, 과거 지표면에 -3m를 적용한 시기가 있었으나 지표면에 지하수위를 적용하는 것이 일반적인 해석방법이다. 이러한 결과의 원인을 검토해 보면 다음과 같다. 첫째, 풍화암 및 토층에 적용되어 온 지반강도 정수가 과거 적용한 값보다 최근에는 작아지는 경향을 보이고 있다. 둘째, 지하수위 적용문제로 현재 지표면에 지하수위를 두어 안전율을 감소시키는 문제로 이는 최근 들어 많은 연구기관에서 강우시 간극수압의 증가에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 침투수 해석은 현행 기준에도 강우의 침투를 고려한 해석을 실시하는 경우 FS > 1.3 적용하는 것으로 되어 있으나 대부분의 해석에서는 적용이 되지 못하고 있는 실정이다. 셋째, 안전율이 과거에 주로 적용된 Fs > 1.1에서 Fs > 1.2로 상향 조정되어 우기시의 설계안전율 만족시키지 못하는 문제이다. 그러므로 이러한 문제점을 개선하기 위한 검토가 필요하며 장기적으로 이에 대한 합리적인 기준을 개정하는 작업이 추후에 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권10호
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• pp.45-54
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• 2014

비탈면 붕괴를 최소화 하기 위하여 조사, 설계, 해석, 대책방안 등의 연구가 많이 수행되고 있다. 그러나, 최근 태풍 및 집중호우로 인하여 비탈면 및 자연 사면의 산사태 발생빈도는 줄지 않고 있다. 단순한 설계 기준의 강화만으로는 적절한 대책을 마련하기 어려운 실정이다. 따라서, 지반과 강우를 고려한 최적의 조건에서 설계 및 안정해석을 실시하여야 한다. 본 연구는 비탈면 해석시 강우 및 해석조건에 대하여 각 변수의 영향을 살펴보고자 안전율의 변화를 다각도로 검토한 것이다. 연구방법으로는 비탈면 안정에 가장 민감하게 반응한다고 판단되는 강우조건과 지반조건을 선정하였고, 각각의 조건변수를 변화시켜가면서 수치해석적 검토를 수행하였다. 강우특성으로는 국내의 확률강우특성을 기반으로 해석을 수행하였으며 지반조건으로는 불포화토를 대상으로 검토를 실시하였다. 연구결과, 지역별 강우특성과 불포화토의 매개변수 적용이 비탈면 안전율 변화에 민감하게 반응하는 것으로 나타났다. 따라서, 설계시 입력변수에 대한 충분한 검토가 선행되어야 할 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.43-49
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• 2019

본 논문에서는 쏘일네일 설계에 위상최적화 기법을 도입하여 비탈면 높이별로 필요로 하는 보강력을 최적화하였다. 최대 비탈면 높이에서의 최적설계 결과를 보강형상밀도화하여 비탈면의 높이 변화에 따라 적용 시 쏘일네일의 수평간격의 위상최적화가 가능하였다. 단계별로 비탈면 높이를 달리하여 한계평형해석을 수행하고 쏘일네일의 수평간격이 고정값일 때 초과되는 안전율을 확인하였다. 비탈면 높이에 따른 필요 보강력을 밀도화 함으로써 최적화의 과정을 효율적으로 수행할 수 있었다. 또한 쏘일네일의 축력을 보강형상밀도에 반영하기 위하여 유한요소법을 이용하여 부재력을 반영하였다. 보강형상밀도를 산정하여 비탈면 높이별로 위상최적기법을 적용 시 비탈면 높이마다 기준안전율을 만족하는 반복적인 재해석과정을 효과적으로 감소시킬 수 있어 수평간격을 위상 최적화하는 방법이 경제적인 설계에 활용도가 높을 것으로 판단된다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.29-40
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• 2021

최근 국내외에서 BIM (Building Information Modeling)에 대한 관심이 증가하며 도입사례가 증가하고 있으며, 3차원 모델링은 BIM의 도입을 위한 첫 단추다. 그러나 도로, 철도와 교량과 같은 토목시설물 중심의 3차원 모델링의 효율화 방안에 대한 연구는 많이 이루어지고 있는 반면, 토공사에는 3차원 모델링의 효율화 방안에 대한 연구가 부족한 실정이다. 특히 비탈면 설계는 주위 환경과 지반의 특성에 따라 복잡다단한 형상을 가지는 경우가 많기 때문에 사용자가 비탈면 3차원 모델을 작성하기 위해 효율적인 방안이 필요한 상황이다. 이에 본 연구에서는 국내에서 개발된 e-BIM 모델러와 해외 Autodesk 사의 Civil 3D의 비탈면 모델링 기능의 인터페이스와 절차를 세세히 분석하여 3차원 면의 생성 간격을 입력하는 기능, 기준지형을 다수로 선택하고 각 기준지형 별로 모델링 파라미터를 입력하고 저장할 수 있는 기능을 개발하고 인터페이스를 개선하였다. 본 연구에서 개발한 시스템은 앞서 분석한 소프트웨어와 비교하였을 때 5단계의 절차만으로 효율적으로 비탈면 3차원 모델링을 수행할 수 있고, 클릭 및 입력횟수를 줄일 수 있었다. 본 시스템의 검증을 위해서 개발한 시스템과 타 소프트웨어를 활용하여 동일한 조건 및 형상의 비탈면 모델링을 수행한 결과, 개발한 시스템을 통해 비탈면 모델링을 3회 실시하면 타 소프트웨어를 사용할 때보다 숙련자의 경우 최소 1.8배, 비숙련자의 경우 최소 2.4배만큼 빠르게 작업을 완료할 수 있었다. 이를 통해 비탈면 모델링을 보다 효율적으로 수행하고 모델링 파라미터 저장 기능을 통해 급작스러운 설계변경사항을 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 향후 택지조성공사 BIM 도입의 활성화에 기여할 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제28권4호
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• pp.605-618
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• 2018

국내 비탈면 설계 기준은 국토교통부가 제정한 건설공사 비탈면 설계기준을 따르고 있다. 사면안정성 확보 대책으로서의 네일 설계의 경우가 있다. 네일 배치는 지반의 전체적인 안정성을 확보하도록 동일한 간격으로 배치하거나 또는 파괴토체의 활동 양상에 따라 배치를 달리할 수 있다. 대책 공법의 최적 설계는 치수와 형상의 최적화를 통해 사면의 안정성을 확보함으로써 결정된다. 그러나 사면 중 높이가 낮은 곳에 일률적인 네일 배치 시 기준 안전율을 초과하여 경제적인 설계를 저해하는 경우가 있다. 네일의 보강은 전체 사면에 걸쳐 배치하는 것이 바람직하다. 네일의 수평 간격이 비탈면 높이에 따라 위상 최적화 된 경우, 기준 안전율을 만족시키면서 보강재의 양을 최소화 할 수 있었다. 비탈면의 높이가 낮아지는 구간에서는 활동 하중이 감소하므로 보강 후의 안전율이 과도하게 증가 할 수 있다. 따라서 보강 형상 밀도를 이용한 경제적인 최적 설계 방법으로 위상 최적화 기법을 제안하였다. 또한 비탈면 높이별로 수평 간격을 최적 설계할 수 있는 관계식을 정립하였다.

• 지반과기술
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• 제11권1호
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• pp.22-27
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• 2014

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권10호
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• pp.5-14
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• 2010

토사안정제를 이용한 비탈면 보강공법은 환경친화적이고 원지반의 강도증대를 통한 비탈면안정성을 확보하는 방법이다. 그러나 비탈면 보강공법으로 적용할 경우 현장토질과의 혼합에 따른 실제 강도증가 정도가 명확하지 못하고 보강효과에 대한 연구가 부족하여 현장에서 많이 적용되고 있지 못하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 토사안정제 혼합율에 따른 지반강도증가 효과를 알아보고 수치해석을 통하여 비탈면 설계 적용시 비탈면 높이에 따른 적정 보강두께를 제시하고자 하였다. 실험결과 토사안정제 함량별로 강도증가가 차이는 있지만 대략 2.0~3.0배정도 강도가 증가 효과가 있는 것으로 나타났으며 수치해석을 통해서도 비탈면 높이에 따른 적정높이를 산정할 수 있었다. 향후 비탈면 보강목적으로 토사안정제의 활용도가 높을 것으로 판단된다.