• 지질공학
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• 제29권1호
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• pp.23-35
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• 2019

우리나라의 경우 자연사면에서 발생되는 산사태는 대부분 여름철의 집중호우에 기인되며 주로 토층지반에서 발생된다. 집중호우로 인해 자연사면의 토층지반이 포화되고 지반지지력이 약화되어 사면붕괴 가능성이 높아진다. 사면안정성과 토석류 확산성 평가시에는 지반의 토질특성 분석이 필수적이다. 본 연구는 서울지역 주요 산지 관악산, 수락산과 북한산에 분포한 화강암토층지반을 대상으로 총 44개소에서 시료를 채취하여 물리 역학적 특성에 관한 지반공학시험을 통한 토질특성을 분석하였다. 그리고 산사태 발생 유발인자와 관계되는 토질의 물성과 공학특성을 산지별로 구분하여 대비하고 토질물성 간의 상관성을 분석하였다. 시험분석 결과에 따르면, 연구대상지역의 토층은 전반적으로 양호한 입도의 모래 또는 점토질모래로 분류할 수 있다. 특히 조립토와 세립토 함유율이 각각 95%와 5%로 대부분 산지에서 점토함량이 매우 낮으며, 모래를 다량 함유한 토층지반으로 나타났다. 밀도, 액성한계, 그리고 습윤단위중량은 각각 $2.62{\sim}2.67g/cm^3$, 27.93~38.15% 및 $1.092{\sim}1.814g/cm^3$인 것으로 나타났다. 점착력과 내부 마찰각은 각각 4 kPa 및 $35^{\circ}$로서 산지별 큰 차이가 없었으며, 투수계수는 $3.07{\times}10^{-3}{\sim}4.61{\times}10^{-2}cm/sec$로서 보통~빠른 정도의 투수성지반으로 평가되었다. 투수계수는 균등계수와 반비례적 관계이고, 유효입경과는 비례적인 관계로 나타났다. 투수계수와 균등계수 관계식은 산지별로 다소 차이를 보이는 반면, 투수계수와 유효입경은 산지별로 거의 유사한 경향성을 보였다.

• 지질공학
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• 제14권4호
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• pp.487-498
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• 2004

대부분이 산악지 형으로 구성된 부산지 역은 도시의 발달로 인해 산지의 개발이 점차 늘어가는 추세에 있으며, 연구지역인 황령산일대도 개발이 많이 진행되고 있는 지역 중의 하나이다. 도시지 역에서 많은 인명과 재산피해를 초래하는 산사태와 절취사면의 붕괴는 암반특성 못지 않게 토질특성에 영향을 많이 받는다. 따라서 이 연구에서는 1999년 대규모 사면붕괴가 발생되었던 부산 황령산지 역을 대상으로 지질에 따른 토질공학적 특성을 분석하였다. 연구지역의 지질은 백악기 퇴적암과 화산암이 분포하고 있다. 사면의 토층은 점토와 실트가 섞인 모래로 분류되며, 점착력과 내부마찰각은 각각 $0.001\~0.066kg/cm^2$ 및 $32-39^{\circ}$의 범위로서 전단강도가 대체로 높은 지반으로 평가되었다. 투수계수는 $2.34\times10^4\~2.58\times10^{-2}cm/sec$로서 보통정도의 투수성을 가지며, 지질별로는 퇴적암지 역의 투수계수가 화산암지역에 비해 전반적으로 큰 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제32권2호
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• pp.209-219
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• 2022

본 연구에서는 강우에 따른 사면 내 지반특성 변화와 사면붕괴 형상을 실험적으로 규명하기 위하여 인공강우장치와 모형토조를 이용한 실내모형실험을 수행하였다. 이를 위하여 균질한 모래를 대상으로 모형 실험을 수행하였으며, 계측장치를 이용하여 강우침투에 의한 사면 내 포화양상을 조사하였다. 모형사면은 30°의 경사면에 35°의 사면경사로 조성하였고 강우강도는 50 mm/hr를 적용하였다. 토층의 깊이는 모형토조의 크기를 고려하여 35 cm로 선정하고 TDR센서는 깊이별로 설치하여 시간에 따른 지반특성 변화를 고찰하였다. 실험결과 강우 시 모형사면은 강우침투로 인하여 지표에서 지중으로, 선단부에서 정상부로 포화가 진행됨을 알 수 있다. 즉, 강우의 침투로 인하여 사면의 선단부가 먼저 포화되고 이후 지속적인 강우로 인하여 포화의 영역이 사면의 선단부로부터 정상부로 확대됨을 알 수 있다. 모형사면의 붕괴는 사면의 선단부에서부터 붕괴가 시작되어 이후 사면의 정상부로 확장되는 진행성 사면붕괴가 발생되었으며, 최종 사면붕괴시점에서 붕괴면적이 급격하게 증가하였다. 또한 활동면은 원호활동의 형태로 발생되었다. 한편, 사면 내 모관흡수력이 흙-함수특성곡선(SWCC)에서 산정된 공기함입치(AEV)에 이르게 되면 사면붕괴가 발생되는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제27권2호
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• pp.125-132
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• 2017

우리나라는 국토의 64% 가량이 산지로 되어 있어 하절기 집중호우 및 태풍으로 인해 지속적인 산지재해(사면붕괴, 산사태, 토석류 등)가 발생하고 있다. 이러한 산지를 중심으로 사회기반시설의 개발 및 확충을 통해 산지 개발이 이루어지고 있으나 체계적인 관리는 미흡한 실정이다. 산지사면을 대상으로 임도시설의 개설은 대상 산지를 인위적으로 변화시킴에 따라 하절기에 집중적으로 산지재해 발생의 원인으로도 작용한다. 이처럼 불안정한 상태의 산지환경에서 재해에 강한 환경을 건설하기 위한 노력이 절실히 요구되는 시점이다. 본 연구는 자연산지와 산지 내 임도 개설 여부를 기준으로 극한강우 조건하에서 강우의 침투특성을 고려하여 토층심도(1~5 m) 및 산지경사($20{\sim}60^{\circ}$) 조건에 따른 산지사면의 안정성을 분석하였다. 그 결과, 산지사면의 안정성은 토층심도와 토층의 포화면적에 따라 안전율의 차이를 갖는 것으로 나타났으며, 산지 내 임도 개설에 따른 산지의 안정성이 자연산지보다 낮은 것으로 분석되었다. 특히, 강우 침투양상의 경우에는 임도 상부측 사면부에서 강우 침투수의 유출이 발생하는데 이는 토층심도가 낮을수록 유출 현상이 뚜렷이 발생하는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제25권2호
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• pp.299-304
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• 2015

강우침투로 인한 불포화토 사면의 안정해석이 산사태 분석 및 사면 안정성을 평가하는데 주요 문제로 부각되고 있다. 본 연구에서는 강우강도를 고려하여 국내 산사태 발생부의 모암별 풍화토층의 붕괴 임계심도를 파악하고자 하였다. 분석 결과 강우강도 및 사면경사 증가에 따라 편마암 풍화토는 임계심도가 3.00 m에서 3.77 m로 증가하였고, 화강암 풍화토는 임계심도가 1.75 m에서 2.40 m로 증가하였으며, 이암 풍화토는 3.00 m에서 4.15 m로 증가하였다. 점착력이 낮고 내부 마찰각이 높은 화강암 풍화토에서 붕괴 임계심도가 낮은 경향을 보였으며 강우강도에 의한 안전율 감소보다 사면경사 증가에 따른 안전율 감소가 다소 크게 발생하는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제11권3호
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• pp.206-216
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• 2001

절토사면은 토층, 풍화토, 풍화암, 연암, 경암 등의 풍화도가 다른 물질로 구성되어 있어 지반구성물질에 대한 공학적인 판단이 쉽지 않으며, 시공 중 또는 시공 후에 사면의 안정성 문제가 대두되고 있는 실정이다. 사면의 안정성 문제는 과거 30여년 동안 고속도로의 많은 절토사면에서 경험되어 왔으며 현재에도 계속적으로 사면붕괴 및 복구를 경험하고 있으나 체계적인 관리 및 조사가 이루어지지 않고 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 수집된 자료의 효율적인 자료분석을 통하여 절토사면을 체계적으로 관리하고자 하는데 있다. 이를 위하여 데이터베이스 프로그램을 개발하였으며, 이 관리프로그램을 활용한다면 국내에 분포하는 암반의 내적 요인들에 대한 지질 공학적인 특성을 파악할 수 있고 지역에 따라 분포하는 암석종류, 지질시대 및 지질구조에 따라 붕괴유형 및 발생빈도 등을 분석함으로써 도로 및 주택단지의 개설시 예비적인 사면안정문제를 예견할 수 있을 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제29권2호
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• pp.123-136
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• 2019

본 연구는 비탈면의 불안정으로 인한 붕괴현상인 땅밀림 붕괴가 발생하는 지역에 지하수위 하강을 위한 집수정의 설치 효과를 평가하기 위해서 수행되었다. 비탈면은 지형, 지질적인 내적 특성과 강우와 지진 등 외적 요인의 불안정성이 증가하는 경우 붕괴현상이 유발된다. 우리나라는 우기의 강우 침투에 의하여 토층 내 지하수위가 증가하고, 이로 인한 간극수압의 형성 및 하중 증가로 인하여 붕괴현상이 발생된다. 토양 내 강우침투로 인한 비탈면의 붕괴로 산림훼손이 급증하고 있는 현실이다. 연구대상 비탈면은 계곡과 인접하여 위치하고 지형 형태상으로는 완경사지의 산록완경사면에 해당하고, 붕괴면 상부는 급경사지를 이루고 있다. 땅밀림이 발생되는 지형에 보강공사와 더불어 비탈면에 집수정 설치로 인한 지하수위 변화를 계측하였다. 계측자료를 통하여 집수정이 비탈면에 미치는 연관성을 분석하고자 집수정 설치 전 후의 지하수위-강우량 비를 산출하였으며, 분석 결과 집수정 설치로 지하수위-강우량 비가 증가하여 지하수위를 저하시키는 영향이 있음을 확인하였다. 선행강우량을 3일, 7일, 15일 기준으로 강우량에 따른 지하수위 변화를 분석한 결과, 전체적으로 지하수위가 높으면 지하수위-강우량 비 $r_p$가 작게 나타났으며 지하수위가 낮아지면 상대적으로 큰 값을 보였다. 또한 본 연구지역과 같이 집수유역이 큰 비탈면의 경우는 선행강우량이 지하수에 미치는 영향이 3일 < 7일 < 15일 선행강우량 순으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.439-447
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• 2019

본 연구에서는 산사태 축소 모형 장치에 레이저 센서와 진동 센서를 설치하여 강우에 의한 사면 붕괴 시 토사의 미세 변위를 조기에 감지하여 붕괴 위험이 높은 사면에 대한 적절한 대책 마련과 사면 붕괴로 인한 피해를 최소화하기 위한 산사태 발생 시점을 예측하고자 실험을 실시하였다. 또한, 산사태 축소모형 실험을 통해 강우에 의한 토층의 거동 특성 및 간극수압과 수분과 같은 함수비 변화 특성을 분석하였다. 화강암의 풍화토로 인공사면을 조성한 다음 강우 조건을 200mm/hr와 400mm/hr로 달리하여 이에 따른 함수비(수압, 수분) 변화를 측정하고 지표 변위를 분석하기 위해 레이저 센서와 진동 센서를 적용하였으며, 영상분석을 위해 비디오 촬영을 하여 변위 발생시간을 상호 비교 분석하였다. 실험 결과 수분함량은 강우강도가 클수록 한계값 도달시간이 짧게 소요되는 것으로 나타났으며, 간극수압은 강우강도가 클수록 간극수압의 증가 시간이 짧은 것으로 나타났다. 산사태 모형실험은 현장 조건을 충분히 반영하지는 못하지만 진동 센서를 이용한 변위 발생 인지 시간을 측정한 결과 붕괴시점이 레이저 센서를 이용한 방법보다 보다 빠른 것으로 나타났다. 산사태 발생 시 센서를 이용한 지반변위 측정은 지속적인 연구를 수행할 경우 사면붕괴 예측 및 피해 저감 그리고 계측산업 활성화의 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.55-66
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• 2009

경상북도 포항시 동해면 석리지역의 국도변에 위치한 이암으로 구성된 사면에서 실제로 발생한 사면붕괴 사례를 중심으로 이암사면의 강우유형에 따른 침투해석을 시행하여 강우가 사면에 미치는 안정성 분석에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 붕괴가 발생한 사면을 대상으로 정밀지표조사, 지구물리탐사 및 시추조사를 수행한 후 상세 지층상태를 분석하고, 붕괴 활동면이 위치하는 구간에 대하여 slaking/swelling시험을 통해 내구성이 저하되는 것을 파악하고, 현장투수시험을 통해 토층별 투수성을 파악하였다. 또한 한계평형해석 프로그램인 Talren 97을 이용하여 역해석에 의한 강도정수의 변화분석 및 Slope/W 프로그램을 이용하여 호우시 침투거동과 강우량에 따른 사면내 수압의 변화에 의한 불안정하게 되는 과정을 분석하였다. 실제 붕괴이력을 갖는 사면을 대상으로 지형적인 조건과 서로 상이한 강우조건을 적용하여 사면의 지질구조대 발달 및 사면표면의 상태에 따른 강우침투로 인한 지하수의 상승과 강우지속시간에 따른 침투해석을 통해 사면의 안정성을 분석하였다.

• 지질공학
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• 제21권1호
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• pp.57-64
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• 2011

화강암과 안산암질 암맥이 공존하고 있는 붕괴사변을 대상으로 지질에 의한 전단강도의 차이를 반영한 3차원 사면안정해석을 수행하였다. 지질이 서로 다른 두 종류의 파괴면에 대한 전단강도를 파악하기 위하여 흙-암 경계면 직접전단시험을 수행하였고, 또한 상부 풍화토층에 대한 실내토질시험을 실시하였다. 시험결과 풍화토층에 비하여 흙-암 경계면의 전단강도가 낮게 나타났다. 사면내 지질분포의 차이가 안정성해석 결과에 영향을 주는 것을 알아보기 위하여 한계평형법을 이용한 2차원사면안정성 해석을 대표단면에서 실시하였으며, 사면내 분포지질에 따라 입력치를 다르게 할 수 있는 3차원사면안정성해석을 실시하여 2차원안정성해석과 그 결과를 비교하였다. 해석결과에 의하면 안전율이 건기시 0.92와 포화시 0.32로 모두 불안정하게 나타난 2차원해석결과와는 달리 3차원해석결과에서는 건기시에 안전율이 1.26, 포화시에 0.55로 나타났다. 이러한 결과는 사면내 지질분포를 고려할 경우 안정성 해석의 결과가 달라질 수 있음을 보여주고 있으며, 우기 직후 붕괴가 일어났던 점을 고려하면 3차원해석결과가 보다 현실적인 것으로 판단된다.