• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.229-229
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• 2021

최근 이상기상으로 국지성 집중호우가 빈번하게 발생함에 따라 토사유출에 의해 피해가 증가하고 있다. 급경사 사면을 갖는 교란산지와 개발지의 경사면은 토양침식 위험에 노출되어 있다. 특히 지표유출수의 집중흐름에 의한 세류발달은 세류간침식에 비해 많은 토양침식과 토사유출을 발생시킨다. 이러한 급경사 사면에서의 세류발달에 대한 수리학적 메터니즘과 한계조건을 파악하고자 강우와 유입수 모의를 통한 토양침식 실험을 수행하였다. 강우와 유입수의 상호작용에 의한 세류발달의 특성과 토사유출량 증가를 파악하고자, 강우량의 증가와 유입수 유무에 따른 실험이 이루어졌다. 강우강도의 범위는 100~140mm/hr이고, 유입수는 170ml/s 이였다. 유입수량은 합리식으로 계산하였으며, 토양상자 상단에서 균등분사식으로 유입되었다. 세류발달의 수리학적 특성치를 취득하기 파악하기 위해, 염료주입 지표수 거동에 대한 동영상을 판독하였다. 세류발달은 유입수가 없는 경우 3분 이내 그리고 유입수가 있는 경우 30초 이내에 발생하였다. 토양상자내의 평균 유속범위는 7.83~29.27 cm/s 이였다. 실험에서 발달된 세류는 15분경과 후부터 평형상태를 유지하였다. 경사실험조건별로 세류 차수분석을 위해 각 세류의 최대길이, 폭, 넓이를 측정한 결과 세류의 차수는 강우만 있는 경우 1~2차로 발달하였으며, 유입수가 있을 때는 2~3차로 발달하였다. 지표유출이 증가하면서 세류발달의 개수는 줄었지만 규모는 더 크게 나타났다. 세류가 발달하는 시점의 한계유속은 10~20cm/s 범위인 것으로 파악되었다. 지표유출이 증가하면서 세류의 발달도 더 심화되지만, 동일한 강우에 일정시간동안 노출되면서 세류는 평형상태가 되어 더 이상 침식이 활발하게 진행되지는 않았다. 유입수가 있는 조건에서 수량은 약 2배가 증가하였지만, 토사유출량은 세류확장에 의해 약 4배가 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.577-580
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• 2008

The purpose of this study is the stability evaluation of soil slope according to inclination of upper natural slope. Upper natural slope breeds loss of slope by inflow in slope of surface water by rainfall and fluctuation of amount of materials in slope through method of cutting slope according to degree of inclination. Basis of standard inclination does not consider of inclination of upper natural slope and is presented uniformly. Therefore, in this study, analyzed stability of inclination of upper natural slope through limit equilibrium analysis.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권6호
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• pp.119-124
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• 2009

본 연구에서는 토양침식성 인자, 사면경사길이 인자, 피복관리 인자 등 RUSLE 모형의 각종 인자들의 산정방법의 특성을 검토하고 산정방법간의 오차를 분석하고자 하였다. 또한, 42개의 강우사상에 대해 RUSLE모형을 강원 토사유출 시험유역에 적용하여 토사유출량을 산정하고 그 결과를 관측 토사유출량과 비교함으로써 모형의 적용성을 검토하였다. RUSLE모형의 각종 인자들에 대한 분석결과 피복관리 인자가 가장 민감한 것으로 나타났으며, 산지유역에 RUSLE를 적용하는 경우 식생의 영향을 반드시 고려할 필요가 있다. 또한 국립농업과학원 토양정보시스템의 토양통 자료를 이용하는 경우 현장토양 특성을 반영하지 못해 큰 오차가 발생하는 것으로 나타났다. 강우에너지 산정방법에 따라서는 최대 22.7%의 오차가 발생하는 것으로 나타났으며, 향후 보다 많은 자료를 이용하여 각 인자들을 검증할 필요가 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.123-133
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• 2001

대부분의 토사사면은 불포화상태로서, 이 경우 기존의 모관흡수력을 무시한 해석에 비해 보다 합리적인 결과를 얻을 수 있도록 대상 사면지반의 불포화 특성을 고려할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 지반의 불포화 특성을 고려할 수 있도록 한계평형법에 의한 사면안정해석 프로그램을 보완하여 작성하였으며 임계단면 탐색을 위하여 최적화 기법을 적용하였다. 그리고 이와 같은 해석을 위한 불포화 설계변수를 얻기 위해 국내의 대표적 지반 재료인 화강풍화토에 대해 실험을 수행하였다. 실험자료 분석결과 불포화 강도특성을 안정해석에 적용하기 위해 모관흡수력에 따른 겉보기 점탁력 변화를 비선형성을 고려하여 수식화하였다. 또한 부피변화를 측정함으로써 함수특성곡선을 보다 정확하게 얻고자 하였다. 본 연구 결과를 통해 강우에 의한 침투로 야기되는 사면내부의 모관흡수력의 변화와 그에 따른 투수특성 및 강도특성변화를 고려함으로써 강우강도와 지속시간에 따른 안전율 변화를 보다 적절히 판단할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.41-50
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• 2004

침투거동에 대한 연구는 우기시 도로성토사면의 안정성 여부에 매우 중요하다. 본 연구는 도로성토사면의 몇가지 사례들에 대한 침투거동과 사면안정성의 분석을 근거로 하여 좀더 안정적인 도로성토사면의 유지 방안을 제안한 것이다. 본 연구 사례에서 선택한 도로붕괴단면은 가장 일반적인 평지부 도로성토사면의 경우와 산지부에 대한 도로성토사면인 경우이다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 평지부 성토사면은 강우시 표면으로부터 침투가 시작되어 점차 성토 제체 내로 확대되었으며, 이때 도로성토사면의 침투거동은 불포화 흐름이론을 근거로 해석하였다. 특히 평지부 성토사면은 호우기간동안 사면표면에서의 강우침투로 인해 좀더 불안정하게 되었다. 산지부 성토사면의 경우 사면표면부로부터의 침투거동을 고려하여 해석하였으며, 사면표면부로부터의 강우침투로 인해 사면불안정이 증가되었음을 알 수 있었다. 산지부 성토사면의 경우 투수성이 큰 재료를 이용하여 원지반에 설치한 배수층은 도로 성토사면의 안정성 증대에 유용한 영항을 줄 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.111-117
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• 2015

본 연구에서는 강우의 공간분포에 따른 토사유출의 특성을 토조 실험을 통해 탐구하였다. 강우의 공간분포는 강우 집중위치를 사면의 중앙부와 상류부로 각각 설정함으로 조정하였다. 토사유출의 시간적 변동성을 충분히 포착하기 위해 장시간(8 시간)의 실험시간 동안 높은 시간해상도(10 분)로 직접유출량, 지하수유출량, 토사유출량을 측정하였다. 그 결과, 강우를 토조의 상류부에 위치시킬수록 토사유출량곡선의 첨둣값은 감소하고 누적토사유출량은 증가하였다. 누적토사유출량은 시간에 따라 선형적으로 증가하였으나, 그 증가율이 2 시간을 기준으로 급격히 감소하였다. 이러한 점은 현재 총량 위주로 기록되어있는 토사유출 실측자료를 사용함에 있어 고려해야 할 사항이라고 결론지을 수 있다. 본 연구 결과는 또한, 향후의 토사유출량 실측은 높은 시간해상도로 측정될 필요가 있음을 시사한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.97-102
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• 2007

토사사면의 안정성 해석에는 한계평형법이 널리 사용되고 있으나 절리가 발달한 암반사면의 파괴는 절리의 방향성과 파괴특성이 동시에 고려되어야 한다. 본 연구에서는 불연속면의 특성을 나타내는 인자와 암반사면의 형상 인자 등의 변화에 따른 결과를 분석하여, 범용 유한요소프로그램을 이용한 절리암반사면 안정해석의 타당성을 검증해 보고자 한다. 우선 흐름 법칙에 따른 차이를 비교하였으며, 인자효과 연구를 수행하였다. 독립변수로는 불연속면의 역학적 특성을 나타내는 절리면의 경사각과 점착력, 마찰각, 사면형상을 나타내는 암반사면의 경사와 높이 그리고 상재하중을 선택하였다. 그리고 종속변수로서 사면 아래에서 1/3 지점에서의 수평변위를 수치 해석하여 인자효과의 상대적인 크기를 비교해 보았다. 인자효과 연구를 통하여 각 인자에 대한 수평변위의 결과가 다양한 공학적 특성을 만족하여 절리암반사면의 안정해석에 응용이 가능함을 증명하였다. 암반사면의 설계 시 실제 지반조사와 실내실험 결과적용과 비선형성을 고려한 모델링이 가능하며, 강우와 같은 자연재해와 시공 중에 일어날 수 있는 응력변화 또한 표현할 수 있다. 또한, 유한요소해석을 통해 복잡한 암반구성조건과 지반 보강의 효과도 고려할 수 있으므로 절취경사, 보강 등에 대한 공학적인 결정시에 매우 유용할 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.629-638
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• 2005

본 연구대상 사면은 연장이 300m이고 최대 사면높이가 80m에 달하는 대절토 사면으로 서 총 11 소단으로 이루어져 있으며, 전 사면에 걸쳐 Soil Nail 공법으로 보강이 되어있다. 사면 상단부에 설치된 2개의 경사계를 이용하여 주기적으로 사면의 수평방향 변위 계측을 실시하던 중, 사면 하부의 소단 굴착과정에서 상대적으로 급격한 사변경사 방향의 수평변위가 발생한 것을 확인하였다. 본 연구에서는 사면의 수평방향 변위 계측결과 분석 및 대상 사면에 대한 수치해석을 통하여 사면의 안정성 여부를 판단하고자 하였으며, 굴착단계별 수평방향 변위량 및 변위 양상을 분석함으로써 급격히 증가한 변위의 원인을 파악하였다. 수치해석을 통해 나타난 사면 굴착 단계에 따른 사면 토체의 소성영역을 도시한 결과, 사면 전체에 걸쳐 대규모 파괴면이 나타났으며 파괴활동면이 Soil Nail 로 보강된 영역의 바깥쪽에 위치하여 사면 안정성 확보를 위한 대책방안이 수립되어야 할 것으로 판단되었다. 또한 보다 자세한 원인 규명을 위한 확인 시추조사를 실시하여 하부 지층 특성을 파악하였으며, 하부에 풍화가 심하고 절리 및 균열이 심한 파쇄구간이 분포하고 있음이 확인되었다. 연구 대상 사면의 변위 계측 결과, 수치해석 결과, 확인 시추 조사 결과 및 예상되는 사면 활동의 규모 등을 고려할 때 사변의 안정성 확보를 위한 대책방안이 수립되어야 하며, 본 사면은 억지말뚝과 Ahchor 공법 적용이 가장 적절할 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.13-21
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• 2016

기존의 토사재해 위험지역 예측은 토질특성과 경사만으로 분석되기 때문에 지역적 특징이 반영되어 있지 않다. 따라서 보다 합리적인 위험지 예측 분석을 위하여 해당지역의 특징을 반영한 토사재해 위험지 예측을 할 필요가 있다. 토사재해 위험지의 특징 중 하나인 수목의 뿌리는 토사 내 점착력을 증가시키는 작용을 하는 것으로 연구되어 왔으며, 수목의 종류에 따라 그 영향이 다른 것으로 알려져 있다. 또한, 지역에 따라 수목의 밀집 정도(수관밀도)가 다양하기 때문에 실제 수목의 분포를 고려하여 토사재해 위험지역 예측을 한다면 보다 합리적인 위험지 예측이 가능할 것이다. 본 연구에서는 세종시 괴화산 일대를 중심으로 수목의 수관밀도를 고려한 뿌리점착력을 사용하여 토사재해 위험지역 예측을 하였으며, 뿌리점착력을 적용하지 않은 토사재해 위험지역 예측 결과와 비교하였다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제15권1호
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• pp.98-106
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• 1999

본 연구는 춘천 가리산 지역의 상걸임도를 대상으로 성토사면의 토질력학적 특성을 파악하여 사면안정해석 및 대책공법의 수립을 위한 기초자료를 제공하고자, 겉보기 토질분류기준인 토사, 호박돌토사, 풍화암 사면에서 토사를 채취하여 시험을 실시하였다. 각 토양시험으로부터 흙의 입도분석(KS F 2302), 흙의 액성한계시험 (KS F 2303), 흙의 소성한계시험(KS F 2304), 흙의 함수량시험(KS F 2306), 흙의 비중시험 (KS F 2308)을 실시하였다. 또한 각 사면에 대해 흙의 입도분석을 통하여 입경분포, 균등계수, 곡률계수를, 흙의 함수량시험과 흙의 비중시험을 통하여 흙의 건조밀도와 비중을 산출하였다. 그 결과, 통일분류법에 의한 토질분류는 SW, SP, GP로, 건조밀도는 $2.52{\sim}2.60g/cm^3$, 비중은 1.39~1.43으로 나타났으며, 소성지수는 비소성 상태인 것으로 나타났다.