• 대한토목학회논문집
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• 제42권3호
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• pp.359-369
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• 2022

산사태에 대한 비탈면 안정해석시, 산지 비탈면의 경사와 지형의 변화가 심한 경우에는 엄밀한 해석으로 안정성을 평가해야 한다. 본 연구에서는 불포화층에서 강우로 인한 침투 현상을 해석하여 간극수압의 변동을 고려한 산사태 안정성 분석을 수행하였다. 비탈면 안정해석 시 실제 산사태가 발생한 지역을 선정하여 3차원 비탈면 안정해석을 수행하였고 무한비탈면 해석결과와 비교하였다. 세밀한 지반정보를 기반하여 3차원 비탈면 안정해석으로 지형에 따라 변동하는 산사태의 발생위치와 규모를 예측할 수 있다고 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.27-35
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• 2016

비탈면 안정해석 기법과 유지관리를 위한 계측자료 해석기법은 다양하게 제시되어 있지만 두 기법을 연계할 수 있는 방안은 제시되지 않았다. 본 연구에서는 진행성 파괴에 대한 비탈면 안정해석과 계측기반의 유지관리를 통합할 수 있는 해석기법을 제안하였다. 시간 열화에 의한 비탈면의 붕괴과정은 강도감소계수를 적용한 지반강도정수를 이용하여 정량화하고, 비탈면 붕괴 시 까지의 안전율과 파괴범위를 산정하였다. 변위는 누적 변위 곡선과 변위 속도 곡선, 변위 역속도 곡선으로 정량화하여 유지관리 기법과 연계하였다. 제안된 절차로 해석을 수행한 결과, 누적 변위 곡선을 이용한 비탈면의 파괴모델은 기존 연구와 동일하게 3차 다항모델로 산정되었다. 붕괴 시점 예측에 적용되는 변위 역속도의 취성재료에서는 1차 직선식, 연성재료에서는 3차 다항식으로 감소되어 Fukuzono(1985)의 제안식과 일치하였으며 붕괴사례와도 유사한 거동을 나타내었다.

• 지질공학
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• 제30권4호
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• pp.515-523
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• 2020

비탈면 설계 단계에서 안전율이 설계기준에서 제시하고 있는 안전율을 확보하지 못할 경우, 앵커를 시공하여 안전율을 확보하게 된다. 안정해석을 통해 앵커의 비탈면 보강 효과를 검증하고 있으나 이 과정에서 앵커 시공 간격은 대부분 등간격으로 가정하여 해석을 한다. 경제적이면서 효과적인 비탈면 보강을 위해 안정해석 대상 비탈면 내에서 앵커 시공 간격을 조정한 안정해석이 필요하다. 본 연구에서는 앵커 시공 간격이 비탈면의 안전율 변화에 미치는 영향을 파악하였다. 이를 위해 가상의 2소단 비탈면을 설정하고 앵커 시공 간격을 다르게 하여 안정해석을 수행하였다. 해석 결과, 비탈면의 상단면, 중단면, 하단면에 동일한 간격으로 앵커를 시공한 경우 보다 하단면 앵커 간격을 좁게하고 상단면, 중단면의 앵커 간격을 넓게 경우에 비탈면의 안정성을 확보하면서도 약 15%의 앵커 물량을 절감하는 결과가 나타났다. 이는 동일한 간격으로 앵커보강을 하기 보다는 비탈면 특성에 맞게 앵커 시공 간격을 다르게 하는 것이 경제적이면서 효과적인 보강효과가 있음을 의미한다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.5-11
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• 2015

비탈면의 안정성은 강우지속시간, 확률강우강도, 지반의 불포화특성, 지반강도 등에 의해 영향을 받는다. 최근 비탈면안정성 해석은 지반의 침투특성을 고려한 불포화해석을 수행하고 있으며, 불포화 토사비탈면에 대한 연구는 시간변화에 따라 지반의 변형과 응력분포해석을 고려할 수 있도록 하는 방향으로 진행되고 있다. 그러나 이와는 별개로 불포화사면의 침투특성은 강우강도나 지속시간 뿐만 아니라 비탈면의 지형여건과 녹화상태에 따라서도 침투정도가 다르지만, 이에 대한 영향은 고려하지 않고 있다. 본 연구에서는 비탈면경사 및 표면상태에 따른 침투를 고려하기 위하여 토양의 수리특성을 고려한 모형을 사용하고, 토사비탈면에 대한 불포화해석을 수행하여 비탈면 경사에 따른 영향을 파악하였다. 연구결과 비탈면 안정해석시 동일한 강우조건 하에서도 비탈면경사에 따른 침투율이 고려되어야 할 필요성을 제시하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.207-216
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• 2018

본 연구에서는 한계평형해석에 근거하는 Talren97과 SoilWorks 그리고 유한요소해석에 근거하는 Midas GTS를 이용하여 비탈면의 최소안전율을 비교 분석하였다. 해석 변수로는 비탈면 높이, 소단조건, 지반정수, 지하수위, 비탈면 경사이며 지하수위를 제외한 모든 변수들에 대한 해석은 건기와 우기로 나누어 수행하였다. 그 결과 동일한 이론을 기반으로 하는 Talren97과 SoilWorks에 의한 비탈면 최소안전율은 동일한 값을 나타내어 프로그램간의 차이는 없는 것으로 확인되었다. 한계평형해석에 비하여 유한요소해석 결과가 다소 높은 안전율을 나타내었으며 평균적으로 약 2.4% 높게 나타나는 것으로 확인되었다. 그러나 한계평형해석과 유한요소해석의 결과 값 차이는 실무에서는 무시할 수 있는 범위이므로 프로그램 및 해석방법에 따른 비탈면 안전율의 차이는 없는 것으로 판단되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.151-163
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• 2021

본 논문에서는 초속경 복합매트를 이용하여 비탈면 보강 시 비탈면 안정해석에 대한 내용을 다루었다. 최근 지구온난화에 따른 기상이변으로 태풍, 집중호우 등에 의해 철도 성토 노반 비탈면 유실로 열차 운행이 제한되고 있다. 또한 복구 비용보다 피해액이 증가하고 있으며 유실로 인한 작업환경 저하로 작업자들의 안전이 우려되고 있다. 이를 위해 기존에 다양한 비탈면 보호공법이 개발되었지만 철도 현장 특성상 중장비의 투입이 곤란하여 적용이 곤란한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 시공기면 확보가 용이하여 시공성 및 작업 안정성을 증대시키며 집중호우 시 재유실 방지 및 식생생장을 원천적으로 차단하여 유지보수 비용을 절감할 수 있는 초속경 복합매트를 적용한 비탈면 안정해석을 실시하였다. 해석 결과 초속경 복합매트의 적용시 안전율 증가가 확인되었지만 초속경 복합매트의 두께에 따른 안전율 증가는 미미한 것으로 확인되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권9호
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• pp.5-15
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• 2015

본 연구에서는 수리-역학적 유한요소 해석기법을 바탕으로 강우침투에 의한 비탈면 안정성과 커플링 효과를 분석하였다. 이를 위해 수리학적 특성과 역학적 특성을 동시에 고려할 수 있는 해석기법을 개발 하였으며, 현장모관흡수력 측정 결과를 활용하여 해석기법을 검증하였다. 이를 바탕으로 균질한 지층과 비탈면을 모델링 하여 강우발생에 따른 모관흡수력 변화, 평균유효응력, 간극률 변화, 지반 변위, 안전율의 결과를 단계별 해석결과와 비교 분석하였다. 그 결과, 간극률의 변화를 고려할 수 있는 커플링 해석의 변위는 단계별 해석에 비해 크게 나타났으며, 모관흡수력은 천천히 감소하는 것으로 나타났다. 커플링 해석을 통해 동시에 계산된 변형과 모관흡수력 감소는 비탈면의 불안정성에 큰 영향을 미치며, 점진적 파괴거동을 확인할 수 있다. 커플링 해석을 통한 비탈면 안정해석 시, 단기간 발생한 강우에 대해 낮은 안전율을 보여 커플링 효과가 큰 것으로 나타났으며, 집중호우에 의한 비탈면 설계 시 커플링 해석이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.421-429
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• 2018

연구목적 : 본 연구는 기후변화에 따른 강우량 및 강우패턴을 분석하여 강우시 비탈면 거동을 파악하기 위해 강우사상을 합리적으로 적용하여 절토부 비탈면 안정성해석에 활용하고자 수치해석기법을 이용하여 비탈면 높이별, 강우사상별 침투해석을 실시하여 강우사상 및 강우지속시간에 따른 지하수위 변화를 고려한 비탈면 안정성검토를 실시하였다. 연구결과 : 강우사상(Uniform Rainfall, US Army Corps., Huff 4분위법 중 1/4법 및 4/4법)에 따른 화강풍화토 비탈면의 수치해석결과 비탈면이 높을수록 침투된 강우가 지하수위까지 빠르게 도달하지 못하여 지하수위 상승은 작아지고, 비탈면의 안전율도 작게 분석되었다. 결론 : 초기강우강도가 제일 큰 강우패턴 Case 3조건인 Huff 4분위법 중 1/4법에서 지하수위 상승량이 제일 크게 나타났으며, 안전율은 가장 작게 나타났다.

• 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.