본 연구에서는 강우의 침투에 따른 토사사면의 파괴에 대한 강우강도-지속시간의 강우기준을 평가하기 위하여 수치해석에 의한 파괴시간의 확률론적 해석 절차를 제안하였다. 취약도 곡선은 시간에 따른 강우의 침투해석 결과를 반영하며 지반의 역학적 특성의 불확실성을 고려한 MCS에 의한 확률론적 사면 안정해석의 결과로부터 강우강도-지속기간의 함수로 생성하였다. 확률론적 해석에서 한계상태함수를 계산하기 위하여 강우의 침투해석과 연동된 사면 안정해석을 수행하였다. 생성된 사면의 취약도 곡선들을 기반으로 확률론적 사면 파괴분포 분석을 수행하여 지반의 불확실성을 고려한 사면 파괴 유발 강우기준을 평가하였다. 제안된 사면 파괴분포 분석법은 강우의 침투로 인한 사면 파괴의 과정을 분석하고 사면 파괴가 발생할 수 있는 시간을 예측하는데 유용하게 사용될 수 있다.
강우시 우수의 침투로 사면의 안정성은 감소되며, 사면활동에 의한 피해를 최소화하기위해 강우시 토사사면에 대한 사면 안정해석시 지표까지 완전히 포화되는 조건으로 설계하도록 설계기준을 강화하고 있다. 그러나 이와 같은 설계방식은 강우강도, 강우지속시간, 지반특성, 사면의 기하학적 특성 등과 관계없이 동일하게 지표까지 완전 포화조건으로 설계함으로써 지나치게 과다하게 설계되는 경향이 있는 등 문제점이 지적되고 있다. 또한 대부분의 토사사면은 불포화상태에 있으며, 불포화특성을 고려한 사면 안정해석이 수행되어야 할 것이다. 본 논문은 강우시 토사 사면이 완전 포화되기까지 소요되는 강우지속시간을 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 이를 위해 본 논문에서는 불포화토의 흙-수분 특성과 포화시 투수계수, 사면의 기하학적 조건, 강우강도 등을 고려하여 불포화토 사면에 대한 유한요소해석을 실시하여 강우시 토사사면이 완전 포화되기 까지 소요되는 강우지속시간을 예측하였으며, 이들 해석결과로부터 간편하게 사용할 수 있는 예측도표를 제시하였다.
Soil nailing method is widely used in reinforcing slopes and excavating earth. The analysis of nail-reinforced slopes, in order to determine the economical length ratio and nail angle, complicated analytical need to be applied by means of computer programs. Therefor this suggested Soil stability Chart for nailed slopes which may be very useful for pre-design, rapidly design, and final check. Three slope types, three nail length and three nail angles are selected for the stability analysis by using limit equilibrium method of Bishop and French Method. From the above results, this study propose the slope reinforced design charts for dry season and rainy season. This proposed reinforced design charts can check dry season as well as rainy season, also these charts can provide reinforcing requirement, soil nail's economical length ratio and nail angle as well.
철도사면은 예상치 못한 연약지반의 존재로 인해 붕괴될 수 있다. 이 연구는 철도사면의 파괴원인을 규명하고 대책공법 적용을 위한 강도정수를 결정하는데 그 목적이 있다. 사면파괴의 원인을 파악하기 위하여 시추조사, 콘관입시험, 현장베인시험 등이 수행되었다. 또한 연약지반의 강도정수를 구하기 위해 불교란상태로 시료를 채취하여 실내시험을 수행하였다. 현장원위치시험 및 실내시험 결과 사면 파괴의 원인은 과압밀점토의 점진적 파괴에 따른 연약지반 강도저하영역의 전파에 기인한 것으로 밝혀졌다.
본 연구는 보강사면에 상계이론를 적용하여 실제 한계상태에 가까운 신뢰성이 높은 해석방법을 개발하는데 목적이 있으며 상계해석의 유한요소공식화를 전개하는데 있어 거시적인 관점으로부터 비등방성이면서 균질한 재료에 대한 수치해석의 기본 개념은 얻을 수 있다. 보강토는 뒷채움한 성토와 보강재 경계면의 상호작용으로 보강토의 강도가 보강재의 재료적 특성에 의존하고 있기 때문에 흙의 역학적 특성과 보강토의 전체 거동은 보강재의 기하학적인 배열과 상대적인 면적에 의해서 조절할 수 있다. 따라서, 상계이론은 보강사면의 한계상태 거동을 효과적으로 산정할 수 있어 국부적으로 발생하는 소성파괴를 예측할 수 있다.
In this study, a documentary survey, face mapping, and stability analysis were performed on the collapsed colluvial soil slope. The purpose of this paper is to identify the cause of slope failure and determine slope stability for similar areas. Boring samples were extracted from the slump and laboratory tests were performed to find out the cause of slope failure. In addition, the limit equilibrium method was used in order to determine the stability of the slope. As a result of this investigation and the analysis of data, the type of collapse and cause of slope failure have been shown to have a strong correlation with the natural geographical and geological features which make up the collapse profile of the study area. These results will help to develop guidelines for formulating countermeasure methods.
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.
강우의 침투가 사면안정에 미치는 영향을 평가하기 위해 강우의 침투해석을 수행하고 그 결과를 한계평형해석에 적용하는 안정해석 절차가 널리 사용되고 있으나 지반은 흙 입자, 물과 공기로 이루어진 3상의 물질이므로 사면을 통한 강우의 침투를 엄밀하게 해석하기 위해서는 물, 공기의 흐름과 흙의 응력-변형거동이 완전 연관된(fully coupled) 식을 고려해야 한다. 본 연구에서는 공기와 물의 흐름이 사면의 역학적 안정에 미치는 영향을 연구하기 위하여 우리나라에 널리 분포하는 풍화잔류토 사면에 대하여 3상이 연동된 흐름해석을 수행하였다. 강우침투가 사면안정에 미치는 영향을 평가하기 위하여 강도감소법에 의한 사면 안정해석을 수행하였다. 해석결과에 의하면 침투하는 강우가 공기를 밀어내 공기의 흐름이 발생하고 공기압이 증가하였다. 이러한 간극에서의 물과 공기의 상호작용은 사면의 응력-변형거동에 영향을 미쳐 공기의 흐름을 고려하지 않은 흙 입자-물의 연관해석의 결과와는 다른 사면안정 거동을 보였다.
This study was conducted on the measurement of soil hardness through a hardness testing machine in slopes of natural environments and artificial environments which is generally known as slope revegetation. The soil hardness as one of physicochemical soil properties is significantly associated with plant growth. Although another studies related to the slope revegetation was focused on herbaceous plants, studies related to soil properties for arbor appearance is lack. It was focused on the correlation analysis between the soil hardness and the plant appearance. the results were as follows : The higher the soil hardness is, the less the appearance of plants is as a result of survey. Species appearing in the high levels of the soil hardness represented mugwort and grass. The levels of the soil hardness in the slope of natural environments was good environmental conditions with various plants in the range of 6 to 12mm. The levels of the soil hardness in the slope revegetation was in the 6.88-30mm range. The soil hardness below 21mm showed a variety of plants with arbors and herbaceous plants, whereas it above 21mm represented a monotonous style of plant structure including Artemisia princeps, Lolium perenne, Poa pratensis L and Setaria viridis. The result of the correlation analysis between the soil hardness and the plant appearance was negatively correlated with justifiable significance levels. The result of a logistic regression analysis for tree appearance was statistically proved when the numerical value of the soil hardness is lower.
본 연구에서는 억지말뚝을 이용한 점성토지반 절토사면에 대한 새로운 설계법이 제안된다. 이 설계법에서는 사면의 기울기와 높이, 억지말뚝열의 수와 설치위치, 말뚝의 간격과 강성 등의 요소를 체계적으로 선택할 수 있게 되어 있다. 이 설계법은 줄말뚝을 포함한 사면의 안정해석법에 근거하여 확립될 수 있다 말뚝으로 사면을 안정시킬 수 있는 기본적인 개념은 줄말뚝이 산사태와 같은 측방변형지반속에 설치되어 있을 경우 말뚝사이의 지반이 지반아칭현상에 의하여 억지 될 수 있다는데 있다. 줄말뚝을 포함한 사면의 전체안정을 검토하기 위하여 말뚝안정해석과 사면안정해석이 동시에 실시되어야 한다. 제안된 설계법에 따라 설계된 점성토지반 절토사면에 계측기를 설치하여 말뚝 및 말뚝사이 지반의 거동을 면밀히 관찰하였다. 이를 통하여 점성토지반 절토사면에 설치된 억지말뚝의 사면안정효과를 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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