• 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.

• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권10호
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• pp.55-62
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• 2016

매년 이상기후로 인하여 비탈면 붕괴 빈도는 좀처럼 줄어들지 않고 막대한 인명 및 재산 피해로 연결되어 피해규모도 점차 증가하고 있는 상황이다. 이를 억제하기 위해 기술자들은 보다 나은 보강재를 개선하고 인발력이나 전단력을 향상시키는 노력을 계속하고 있다. 본 연구에서는 쏘일 네일 공법을 발전시킨 것으로 네일 선단에 강화구를 장착하여 인발저항력을 증대하고 네일과 일체된 강화구는 접촉면적을 극대화 시켜 지반-그라우트체간 마찰력을 증대시킴으로써 비탈면 안정에 증가효과를 보인다. 보강효과를 검증하고자 일반적인 쏘일 네일과 강화구 네일의 실내인발시험과 현장실험을 통한 거동 특성과 적용성을 확인하기 위하여 실험을 진행하였다. 실험결과 강화구 네일의 경우 인발시험을 통해 일반 네일의 인장력과 비교하여 약 20% 증가하는 것을 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권4호
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• pp.289-299
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• 2008

화강풍화암 및 풍화토층 깍기 비탈면의 붕괴 원인 분석을 위해 수행한 안정성 검토 사례를 통해 화강암을 모암으로 하는 지역에 폭넓게 분포하는 화강풍화암 및 풍화토 깍기 비탈면 설계 시 유념해야 할 사항들을 살펴보았다. 지질 및 지반 조사를 통한 지반특성 파악하였으며 한계평형해석 및 수치해석을 통한 안전율 검토, 강우 및 파괴 이력 비교 분석 등 일련의과정을 비탈면 안정성 검토를 위해 수행하였다. 대상 지역 깍기 비탈면의 안정성 검토 결과로서 비탈면의 붕괴 원인은 주로 집중 강우 시 지반조건상 연약한 상부 지반에서의 전단강도 감소에 기인함을 알 수 있었다. 또한, 지하수 유입 경로와도 밀접한 관련이 있는 것으로 분석되었으며, 이를 기초로 비탈면의 안정화를 위한 대책공을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.37-47
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• 2022

최근 적극적인 안정대책의 수립으로 비탈면의 대규모 붕괴는 감소하고 있으나 비탈면 내 또는 비탈면 상부의 뜬돌이나 전석의 불안정화로 인한 낙석의 발생빈도는 크게 줄고 있지 않은 상황이다. 낙석의 안정화와 방재대책으로 낙석방지 울타리나 낙석 방지망 등의 보호공법이 대표적으로 적용되고 있으나 낙석의 에너지를 감소시키고 낙석의 구름조건을 변화시켜 낙석을 일정 공간에 포집하기 위한 접근은 상대적으로 미진한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 범용 낙석 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 비탈면 하부에 설치되는 ditch의 제원에 따라 낙석의 구름특성이 변화하는 양상을 파악하였다. 연구결과는 일반도로나 탐방로 등에 적용할 수 있는 ditch의 제원을 결정하기 위한 기초적인 자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권8호
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• pp.25-31
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• 2011

최근 우기 시 집중호우로 인한 보강토 옹벽 및 비탈면의 붕괴는 빈번히 발생하고 있으며 더욱 인명사고로 이어지고 있다. 이에 본 논문에서는 집중호우로 인한 보강토 옹벽의 붕괴된 사례를 통해 보강토 옹벽의 균열 및 비탈면활동의 원인을 분석한 내용을 다루었고, 시공단계를 고려한 유한요소해석을 실시하여 비탈면의 파괴원인 분석 및 거동특성을 파악하였다. 연구결과 집중호우에 의한 보강토 옹벽의 변위는 증가하는 것으로 나타났으며, 그 증가폭도 큰 것으로 나타났다. 이와 같은 결과를 통해 말뚝 항타로 인해 보강토 옹벽의 붕괴에 일부 영향을 미칠 수 있는 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제26권5호
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• pp.431-440
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• 2016

본 연구에서는 암반비탈면의 성능기반 평가기법을 제시하기 위해 이전 연구에서 도출된 평가 항목의 항목별 특성과 유사성 등을 검토하여 최종 평가항목을 도출하였다. 또한, 평가항목별로 상대적 중요도를 산출하여 평가항목의 가중치를 도출하였으며 암반비탈면에 대한 성능별 평가표를 제시하였다. 제시된 평가기준은 상관 분석을 이용해 검증을 실시하였다. 주요 연구결과는 다음과 같다. 각 성능별로 제시된 평가표를 활용하여 실제 조사 자료를 적용한 상관분석 결과, 모든 평가항목에서 유의 확률이 0.05 이하로 나타나 통계적으로 유의미한 결과가 도출되었고, 전체적으로 높은 상관성을 보였다. 특히, '낙석', '지반변형', '불연속면 특성', '불안정 지질' 등의 항목에서 상대적 상관계수(R)가 가장 높게 나타나 본 논문에 제시된 평가표는 암반비탈면의 특성을 적절히 반영하고 있다고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.7-18
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• 2024

산사태 예측을 위하여 불포화토 거동을 고려한 비탈면 안정성 평가를 수행하였다. 태풍 힌남노시 집중강우로 인한 실제 산사태 현장에서 시료를 채취하였다. 팽창성 불교란 시료와 팽창이전 상태에 대한 재성형시료에 대하여 증발법을 기반으로 함수특성시험을 수행하였다. 이러한 수리-역학적 특성을 고려하여 2차원 침투해석 및 안정해석을 수행하였다. 그 결과, 두 시료는 해석 결과에서 뚜렷한 차이를 보였으며 팽창성 불교란시료의 거동이 실제 비탈면 파괴를 잘 예측할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제21권4호
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• pp.313-322
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• 2011

2007년 9월 태풍 "나리"의 영향으로 전라남도 지역에서 많은 붕괴비탈면이 발생되었으며, ${\bigcirc}{\bigcirc}$우회도로에 위치한 도로비탈면에서 붕괴가 발생되어 도로시설물을 파손시켰다. 본 연구의 목적은 붕괴비탈면의 현장특성과 구성 토사의 공학적 특성 및 점토광물의 분포, 정량분석 결과 등을 바탕으로 붕괴발생원인을 고찰하는 것이다. 대상비탈면은 화산암 기원의 풍화토사로 이루어져 있으며 붕괴부에서는 소규모 단층과 염기성암맥이 발견된다. 상부자연비탈면 내 진입로는 포장이 되지 않았고, 배수로의 설치 미흡으로 인하여 많은 유수가 붕괴부 쪽으로 집중되는 환경이었다. 붕괴부 토사는 저소성실트와 고소성점토로 분류되며, X선회절분석에서는 스멕타이트와 버미큘라이트와 같은 팽윤성 점토광물이 다량 함유되어 있음이 확인되었다. 대상비탈면은 배수시설의 설치 불량, 지질학적 약대 존재, 활성도가 큰 점토광물의 함유 등으로 붕괴가 발생되었던 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.5-19
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• 2019

암반으로 구성되어 있는 급경사($65^{\circ}{\sim}85^{\circ}$)비탈면이 장기간 안정한 상태로 유지되고 있는 자연현상을 고려할 때, 설계 및 초기 시공 단계에서 위와 유사한 지반 상태로 이루어진 깎기 암반비탈면에 대해 1:0.5(발파암 경사 기준)보다 급한 경사를 적용할 수 있을 것이다. 급경사로 설계 가능한 양호한 연속체 암반비탈면의 안정성을 검토하는 과정에서, 설계실무 측면에서 범용적인 암반강도정수 산정방법이 필요하게 되었다. Hoek 등(2002)이 수정 보완하여 발표한 Hoek-Brown 파괴기준과 GSI분류는 불연속구조의 영향을 충분히 고려한 암반특성화 시스템으로 평가되었으며, 응력변화에 따라 등가 Mohr-Coulomb 강도정수(등면적법)를 산출하는 방법을 제안하였다. 비탈면에서는 등가 M-C 강도정수가 최대구속응력(${{\sigma}^{\prime}}_{3max}$ 또는 수직응력)변화에 따라 민감하게 변화하므로 실무적으로 활용하기에 어려운 점이 있다. 이 연구에서는 양호한 연속체 암반비탈면에 대해 최대구속응력 범위이내에서 범용적으로 적용할 수 있는 강도정수산정방법(등각분할법)을 H-B 파괴기준을 응용하여 제안한다. 등각분할법 강도정수(A)의 타당성 및 적용성을 평가하기 위해, 연구대상 암반비탈면을 기존 실시설계 현장 인근에 있는 급경사 비탈면에서 암석종류별(화성암, 변성암, 퇴적암)로 선정하고, Hoek이 제시한 등가 M-C 강도정수(등면적법)들과 비교 분석하였다. 등면적법 및 등각분할법 등가 M-C 강도정수는 기본적인 자료인 기존 실시설계 현장의 실내 암석 삼축압축시험과 연구대상 암반비탈면의 불연속구조의 특성조사(Face Mapping)를 통해 RocLab 프로그램(H-B 파괴기준을 기본으로 전산화된 지반정수 산정 소프트웨어)을 활용하여 산정하였다. 산정된 등면적법 등가 M-C 강도정수는 상호 연동되어 점착력과 내부마찰각이 아주 크거나($45^{\circ}$ 이상) 작게 나타났다. 등각분할법 등가 M-C 강도정수는 등면적법 등가 M-C 강도정수의 중간 정도이며, 내부마찰각은 $30^{\circ}{\sim}42^{\circ}$의 범위를 보인다. 연구대상 암반비탈면의 등각분할법 강도정수(A)와 기존 실시 설계 현장에서 연구대상 암반비탈면과 유사한 암반상태(동일 등급 RMR)에 적용한 강도정수(B)와 비교 분석하고, 이 지반정수들로 적용한 비탈면 안정해석(한계평형해석과 유한요소해석) 결과를 통해 제안한 등각분할법의 적용성을 간접적으로 평가하였다. A와 B의 강도정수 차이는 10% 정도이다. 한계평형해석 결과(우기 기준), A적용 안전율(Fs)=14.08~58.22(평균 32.9), B적용 안전율(Fs)=18.39~60.04(평균 32.2)이며, 각 동일한 암석종류에 따라 상호 유사하게 나타났다. 유한요소 해석 결과, A적용 변위=0.13~0.65mm(평균 0.27mm), B적용 변위=0.14~1.07mm(평균 0.37mm)으로 매우 유사하다. H-B 파괴기준을 응용하여 등각분할법으로 산출한 지반 정수를 실무적인 전단강도로 적용할 수 있는 적용성 평가에서 유의미한 결과를 확인할 수 있었다.