• 제목/요약/키워드: Rainfall seepage

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강수를 고려한 필댐 침투수량의 관리기준에 관한 연구 (A Study on Management Criteria of Seepage for Fill Dams Considering Rainfall Effect)

  • 이종은;윤석민;임은상;강기천
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제36권5호
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    • pp.5-16
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    • 2020
  • 본 연구의 목적은 필댐의 중요 계측항목인 침투수량계에 대해서 의사결정나무 분석을 통해 관리기준을 제시하는 것이다. 국내 댐의 침투수량의 경우는 강수시 하류사면 및 양안으로부터 강수의 직접적인 유입이 발생하여 침투수량이 급증하는 현상이 발생한다. 따라서 강수를 고려한 필댐의 관리기준이 필요한 설정이다. 본 연구에서는 국내 필댐 1개소에 대해 침투수량을 반응변수로 하고 강수량 및 저수위를 설명변수로 설정하여 의사결정나무 분석을 수행하였다. 그 결과 강수량 34.75mm/day 이하의 조건에서부터 저수위가 설명변수로서 작용하였고 저수위의 분기조건은 37.4m, 35.23m로 분석되었다. 강수량 34.75mm/day 이하의 조건에서 침투수량 자료의 98%가 분포하며, 해당 집단의 평균값은 13.25L/min~24.24L/min으로 나타났다. 침투수량에 대한 영향인자로서 강수량 및 저수위를 선택하는 경우 강수량의 영향이 지배적이었고 강수 및 저수위별 평균 침투수량의 관리기준이 제안되었다.

사면안정해석을 위한 설계강우 산정과 적용방안 (Design Rainfall for Slope Stability Analysis and Its Application)

  • 김경석;장현익;정충기
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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    • pp.957-965
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    • 2008
  • Recently, slope stability analysis in current design criteria is criticized for its unrealistic assumption of groundwater table and slope stability analysis incorporating seepage analysis considering rainfall is gaining a recognition as an alternative. However, a reasonable method for determining the rainfall used in the seepage analysis has not yet been established. Rainfall input for seepage analysis is a time series of rainfall and is similar to the hyetograph which is usually obtained from hydrology. In this paper a method to obtain the hyetograph from the intensity-duration-frequency is proposed. The resulting hyetograph can be used in the in the slope design stage. Also some considerations for practical application of slope stability analysis considering the rainfall is included.

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국내 절토 비탈면 설계기준 적용시 사면경사와 강우조건의 영향 연구 (A Study on the effect of slope inclination and rainfall in current cut soil slope design criteria)

  • 나유성;김범주
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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    • pp.1264-1270
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    • 2010
  • In this study, the effects of slope inclination and rainfall on weathered soil slope stability were investigated for current cut soil slope design criteria. A series of slope stability analysis was performed on the slopes with the same height (5m), but different inclinations (1:0.8, 1:1, 1:1.2, 1:1.5, 1:2). Seepage analysis was also conducted to examine the rainfall effects directly and compare the combined seepage and slope stability analysis results with the slope stability analysis results for rainy season from the current cut soil slope design criteria. Typical properties for weathered soils were used in both the slope and seepage analysis. The analysis results showed that, for the slopes much steeper than the standard slopes, the factor of safety criteria were satisfied. Therefore, it appears that the slope designs by current cut soil slope design criteria lead to conservative results.

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강우에 의한 사면붕괴에 관한 2차원 수치모의 (Two-dimensional Numerical Simulation of Rainfall-induced Slope Failure)

  • 램 크리쉬나 레그미;정관수;이기하
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.34-34
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    • 2012
  • Heavy storms rainfall has caused many landslides and slope failures especially in the mountainous area of the world. Landslides and slope failures are common geologic hazards and posed serious threats and globally cause billions in monetary losses and thousands of casualies each year so that studies on slope stability and its failure mechanism under rainfall are being increasing attention of these days. Rainfall-induced slope failures are generally caused by the rise in ground water level, and increase in pore water pressures and seepage forces during periods of intense rainfall. The effective stress in the soil will be decreased due to the increased pore pressure, which thus reduces the soil shear strength, eventually resulting in slope failure. During the rainfall, a wetting front goes downward into the slope, resulting in a gradual increase of the water content and a decrease of the negative pore-water pressure. This negative pore-water pressure is referred to as matric suction when referenced to the pore air pressure that contributes to the stability of unsaturated soil slopes. Therefore, the importance is the study of saturated unsaturated soil behaviors in evaluation of slope stability under heavy rainfall condition. In an actual field, a series of failures may occur in a slope due to a rainfall event. So, this study attempts to develop a numerical model to investigate this failure mechanism. A two-dimensional seepage flow model coupled with a one-dimensional surface flow and erosion/deposition model is used for seepage analysis. It is necessary to identify either there is surface runoff produced or not in a soil slope during a rainfall event, while analyzing the seepage and stability of such slopes. Runoff produced by rainfall may result erosion/deposition process on the surface of the slope. The depth of runoff has vital role in the seepage process within the soil domain so that surface flow and erosion/deposition model computes the surface water head of the runoff produced by the rainfall, and erosion/deposition on the surface of the model slope. Pore water pressure and moisture content data obtained by the seepage flow model are then used to analyze the stability of the slope. Spencer method of slope stability analysis is incorporated into dynamic programming to locate the critical slip surface of a general slope.

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불포화 지반특성 영향에 대한 강우시 사면붕괴의 사례 연구 (A Case Study of Rainfall-Induced Slope Failures on the Effect of Unsaturated Soil Characteristics)

  • 오세붕;문종호;김태경;김윤기
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권3C호
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    • pp.167-178
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    • 2008
  • 본 연구에서는 실제 풍화토 사면에 대하여 침투해석과 안정해석을 수행하여 강우에 따른 사면의 붕괴를 재현하였다. 불교란시료를 채취하여 불포화토 물성을 실험적으로 직접 획득하여 실제 강우량에 의하여 침투해석을 수행한 결과, 토사층과 암층의 경계부를 중심으로 간극수압이 증가하는 경향이 나타났다. 또한 안정해석을 수행한 결과 안전율이 1.0미만으로 감소하여 실제 사면의 붕괴를 재현할 수 있었다. 또한 설계 강우강도에 의하여 침투해석을 수행한 결과 선행강우 및 강우기간에 따른 침투효과를 고려하기 곤란하였다. 이로 인하여 토사층의 수두변화가 크게 발생하지 못하였고 사면의 안전율이 1.0이상으로 나타났다. 또 다른 붕괴 사면의 경우에는 불포화토의 정수들을 인공신경망기법으로 추정하였다. 침투해석 결과 토사층과 연암층 경계부를 중심으로 포화대가 뚜렷하게 형성되었으며 이로 인하여 토사층의 안전율이 1.0미만으로 감소하였다. 이러한 기법을 통하여 실제 사면의 붕괴를 재현하는 것이 가능하다고 판단된다.

토사절토사면의 침투특성에 관한 연구 (A Study on the Infiltration Characteristics of Soil Cut-Slope)

  • 이정엽;구호본;김승현;배규진
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.735-738
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    • 2005
  • The purpose of this study is the infiltration characteristics of soil cut-slope by rainfall. Stability analysis of soil cut-slopes has been conducted by limit equilibrium method on Seep/w and finite element method on Slope/w. Result is same as following. First. the hour when seepage line and groundwater in contact is proportionate from rainfall rate condition and upper natural slope gradient condition which is identical. Second, when seepage line and groundwater is contact, seepage line moves gradually at soil cut-slope surface. Finally, seepage line is formed similarly with soil cut-slope gradient. Third, when rainfall is ended, from the recording upper natural slope where the hour will pass it is stabilized

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강우시 광산폐기물 적치사면의 침투 및 안정성에 대한 수치해석 (Numerical Analysis of the Seepage from and Stability of a Mine Waste-dump Slope during Rainfall)

  • 송영석
    • 지질공학
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    • 제25권1호
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    • pp.57-66
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    • 2015
  • 부산 임기광산의 광산폐기물 적치사면을 대상으로 강우에 따른 사면의 침투해석과 안정해석을 연계하여 수행하였다. 광산폐기물 적치사면의 경사는 40-45°로써 비교적 급한 편이고, 암반층 상부의 광산폐기물은 약 7-8 m의 두께로 존재하며, 지하수위는 지표면으로부터 약 6.6 m 깊이에 위치하고 있다. 현장에서 채취한 시료를 대상으로 각종 실내시험을 수행하여 강우 시 침투거동 및 사면안정해석을 위한 입력자료를 선정하였다. SEEP/W를 이용하여 다양한 강우강도 조건에서 침투해석을 수행한 결과 강우지속시간이 길어짐에 따라 습윤전선은 하강함을 알 수 있다. 강우강도가 50 mm/hr 이상 이고 강우지속시간이 24시간 이상인 경우 침윤전선은 사면의 하단부에서 지하수위와 만나게 되므로 토층 전체가 포화됨을 알 수 있다. 침투해석결과를 연동하여 SLOPE/W를 이용하여 사면안정해석을 수행한 결과 강우침투로 인한 침윤전선이 하강함에 따라 사면안전율은 낮아짐을 알 수 있다. 강우가 5-6시간 지속적으로 발생된 이후 사면안전율은 급격하게 낮아지며, 이후 사면안전율이 미소하게 회복되다가 수렴한다. 사면안전율이 급격하게 낮아지는 이유는 강우로 인한 임계 활동면과 침윤전선의 깊이가 유사하여 해당깊이까지 간극수압이 증가되고 모관흡수력이 감소되었기 때문이다.

강우침투실험을 통한 불포화 풍화토 지반의 강우 침투속도 분석 (Analysis of Seepage Velocity in Unsaturated Weathered Soils Using Rainfall Infiltration Test)

  • 김훈;신호성;김윤태;박덕근;민덕기
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.71-78
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    • 2012
  • 본 연구에서는 실내 강우침투실험을 통하여 강우강도에 따른 지반 내 침투속도를 산정하였으며, 침투특성을 분석하여 보았다. 또한 수치해석을 이용한 해석결과와 비교 검증을 수행하였으며, 시간에 따른 간극수압과 포화도 그리고 유출속도의 변화는 대체로 잘 일치함을 보였다. 강우강도에 따른 침투속도는 실내실험과 수치해석에서 선형적으로 증가하는 경향을 나타냈으며, 강우강도가 지반의 포화투수계수에 근접시 침투속도가 급격히 증가하였다. 또한 강우 침투시 습윤전선의 상부는 부분적으로 포화되어 침투하는 경향을 보였다. 따라서 실제 지반에서 습윤전선은 비교적 빠르게 진행하여 사면의 불안정을 초래할 것으로 판단된다.

진부지역 토석류발생 사면에 대한 침투 및 사면안정 연계해석 (Seepage and Slope Stability Analysis on the Site of Debris-flow at Jinbu Area)

  • 전경재;윤찬영;서흥석
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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    • pp.369-376
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    • 2009
  • Field investigation was performed right after the occurrence of debris flow at Jinbu area. Geomorphic and geotechnical characteristics were investigated and rain fall data were collected. Based on these data, seepage and slope stability analysis was performed to verify the behavior of ground water and factor of safety of the slope according to the rainfall intensity and time. As a results, the minimum value of factor of safety achieved in long time after the moment of maximum precipitation rate. And it is confirmed that the factor of safety is susceptible to ground water level rather than rainfall intensity.

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Modeling of shallow landslides in an unsaturated soil slope using a coupled model

  • Kim, Yongmin;Jeong, Sangseom
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제13권2호
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    • pp.353-370
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    • 2017
  • This paper presents a case study and numerical investigation to study the hydro-mechanical response of a shallow landslide in unsaturated slopes subjected to rainfall infiltration using a coupled model. The coupled model was interpreted in details by expressing the balance equations for soil mixture and the coupled constitutive equations. The coupled model was verified against experimental data from the shearing-infiltration triaxial tests. A real case of shallow landslide occurred on Mt. Umyeonsan, Seoul, Korea was employed to explore the influence of rainfall infiltration on the slope stability during heavy rainfall. Numerical results showed that the coupled model accurately predicted the poromechanical behavior of a rainfall-induced landslide by simultaneously linking seepage and stress-strain problems. It was also found that the coupled model properly described progress failure of a slope in a highly transient condition. Through the comparisons between the coupled and uncoupled models, the coupled model provided more realistic analysis results under rainfall. Consequently, the coupled model was found to be feasible for the stability and seepage analysis of practical engineering problems.