오염총량관리를 위한 안전율 산정 연구

배용현 한밭大學校 産業大學院 2007 국내석사

본 연구는 제1차 기간 중 환경부 수질오염 총량관리 제도 시행시 일률적으로 안전율 10%를 적용하고 있으나 과학적 근거가 미흡하여 합리적인 안전율을 제시하기 위한 것이며, 외국의 안전율 적용사례를 분석하고, 본 연구에서 개발한 수정Walker의 방법과 Zhang의 방법 등의 통계적 방법을 이용하여 비교분석하였다. 안전율은 저수기와 평수기의 오염부하량 발생 특성에 따른 변동요인이 매우 크므로 수계 또는 계절에 따른 변동성을 표준화 할 수 없는 문제가 있다. 특히 강우기에는 비점오염원의 비중이 높아 변동성이 크며 이를 고려하면 매우 큰 안전율 값을 갖게 되나 강우기간이 포함된 평수기 높은 안전율 값을 적용하려면 비점오염원에 대한 부하량 할당대책이 명확하지 않고 경제적 비용이 매우 커서 적용하기 어려운 점이 있다. 위의 불확실성을 고려하여 수정 Walker 방법과 Zhang에 의한 방법을 이용하여 안전율을 산정한 결과는 다음과 같이 나타났다. ① 수정 Walker의 방법의 수질변동성에 의한 안전율 산정 결과 전체수질 자료로 산정한 안전율은 BOD가 57.5%, T-P가 115.6%를 나타내었고, 이상치를 제거하기 위해서 저수량인 기준유량 상·하 25% 범위의 자료로 산정한 안전율은 BOD가 41.0%, T-P가 79.5%를 나타났다. ② 수정 Walker의 방법의 모델의 불확실성에 의한 안전율 산정 결과 전체수질 자료로 산정한 안전율은 BOD가 6.4%, T-P가 1.3%를 나타났고, 저수량 자료로 산정한 안전율은 BOD가 5.6%, T-P가 1.3%를 나타났다. ③ 수정 Walker의 방법의 수질변동성과 모델의 불확실성에 의한 안전율 산정결과 BOD는 전체수질 자료로 산정한 안전율은 37.3%, 저수량 자료로 산정한 안전율은 29.2%를 나타내었다. T-P의 경우는 전체수질 자료로 산정한 안전율은 54.9%, 저수량 자료로 산정한 안전율은 42.5%를 나타났다. ④ 하천의 하류지점으로 갈수록 또, 유역면적의 크기가 클수록 안전율 값은 낮게 나타났으나 일관성은 높지 않은 것으로 평가되었다. ⑤ Zhang의 방법에 의한 안전율 산정 결과 저수기를 기준으로 한 모델링 결과의 표준편차를 이용해 산정한 안전율은 평균 7.1%를 나타났다. This study is analyzed foreign case of MOS and also analyzed various statistical methods comparatively by examining rationality of current MOS (10%) applied uniformly and bringing up applicable MOS during the 2nd period. As the result of study, MOS considering applicability is estimated. Technical and time restriction prohibited from indicating MOS reflecting dike characteristics of waters. Even though MOS was estimated in terms of characteristics of basin and alloted facility, MOS was simplified because it is administratively difficult to apply MOS by cutting the section of the same hydrospheres. Because the factor in accordance with the characteristics of pollution load occurrence fluctuates widely between reservoir-water-period and ordinary-water-period, variableness due to water volume and season cannot be standardized. Especially in the rainy season, MOS will be large since the high weight of nonpoint pollution source cause wide fluctuation. However, it is difficult to apply high MOS of ordinary-water-period including rainy season because pollution load allotment of nonpoint pollution source is unclear and too expensive to estimate. ① By using water quality variability of modified Walker method, MOS estimated by the data of quantity of whole water is as follows: BOD for 57.5%, and T-P for 115.6%. MOS estimated by the data of lower than 25% and higher than 75% of pondage as a standard flux is follows: BOD for 41.0% and T-P for 79.5%. ② By using model uncertainty of modified Walker method, estimated MOS of the quantity of whole water calculate BOD for 6.4% and T-P for 1.3% while estimated MOS of the quantity of pondage calculate BOD for 5.6% and T-P for 1.3%. ③ By using both water quality variability and model uncertainty of modified Walker method, MOS estimates BOD for 37.3% and T-P for 54.9% based on the data of the quantity of whole water while MOS estimates BOD for 29.2% and T-P for 42.5% based on the data of the quantity of pondage. ④ The lower courses of river and the bigger basin area, the lower MOS, but the consistency of data is not reliable. ⑤ The result of MOS by Zhang's method averages 7.1% estimated by standard deviation of modeling based on reservoir-water-period

사면안정 해석을 통한 등안전율선도의 작성과 비교 분석

황종덕 수원대학교 산업경영대학원 1995 국내석사

본 연구에서는 사면안정 해석비법을 이용하여 예제 사면의 안전율을 산정하고 산정된 안전율을 바탕으로 안정계수와 흙의 마찰각의 관계를 이용하여 등안전율 선도를 작성하였다. 작성된 등안전율선도와 Singh이 제시한 등안전율선도를 비교 분석하여 안전율 선도의 작성을 위한 사면안정 해석기법들간의 안전율의 차이를 살펴 보았다. 등안전율선도의 작성을 위해 PC STABL 5M과 BISTAT 프로그램을 이용하여 Bishop과 Janbu의 방법을 통해 사면의 안정을 해석하였다. Singh이 제시한 등안전율선도는 사면을 하나의 덩어리로 가정한 Taylor의 사면안정 해석기법을 이용한 것이다. 등안전율선도의 비교 결과 사면의 경사가 증가하면 안전율이 감소하고 흙의 마찰각의 증가는 안전율의 증가를 가져오는데, 마찰각이 클수록 안전율 변화정도는 감소한다. 경사각이 1:1인 경우는 안전율이 거의 일치하나 경사각의 증·감은 안전율의 차이를 가져온다. Comparison, analysis and drawing up of contours of equal factors of safety through slope stability analysis Through this study, we have calculated the safety factors of example slope and based on it, have drawn up the contours of equal factors of safety by using the stability factor and the friction angle, then we have illustrated the differences between safety factors of each slope stability analysis method for drawing up a contours of factors of safety by analyzing and comparing the calculated contours with Singh's For drawing up the contours of equal factors of safety, we have analyzed stability of example slope through Bishop's and Janbu's method by using the programs such that PC STABL 5M and BISTAT. The contours of equal factors of safety suggested by Singh uses the Taylor's slope stability analysis method which assuming that slope is a mass. The result of comparing contours of equal factors of safety is that - if the gradient of slope increases, then the safety factors would decrease and if the friction angle of soil increases, then the safety factors would decrease, too. If angle of inclination is 1:1 then the safety factors would correspond with that of other methods, but if angle of inclination increases or decreases then that would be made differences.

터널의 안전율 평가기법에 관한 연구

박종원 水原大學校 大學院 2003 국내석사

본 연구에서는 터널의 안정성을 정량적으로 평가하기 위해 지반과 지보재의 파괴를 고려한 터널의 안전율에 대한 개념을 정립하고, 안전율을 계산하는 수치해석기법을 정립하고자 하였다. 안전율을 구하기 위해서 지반이 파괴될 때까지 지반의 강도를 감소시켜가며 반복적으로 해석을 수행하는 전단강도 감소기법을 사용하여 지반의 파괴 및 이에 따른 지보재의 파괴를 고려하여 측압계수 및 암반등급에 따른 터널의 안전율을 구하였다. 이 방법을 사용하면 파괴 활동면을 미리 가정하지 않아도 안전율과 파괴 활동면을 동시에 구할 수 있다. 수치해석은 유한 차분법에 기초를 둔 지반해석 프로그램인 FLAC (ver3.3)을 사용하였으며, 해석 결과로부터 소성영역의 분포와 지보재의 응력분포를 확인하였다. 해석 결과 양호한 1등급과 2등급의 암반에서는 안전율이 높게 나타났으며, 암반등급이 저하될수록 안전율은 낮게 계산되었다. 또한 측압계수 0.5인 경우가 측압계수 2.0인 경우보다 안전율이 더 크게 확보되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 정의된 안전율은 터널의 안정성을 나타내는 정량적 지표로 사용될 수 있음을 확인하였으며, 소성영역, 숏크리트 응력, 록볼트 축력을 검토함으로써 터널에 설치되는 지보재의 양과 설치 위치를 조정하는데 도움이 될 수 있을 것으로 판단되었다. 향후 보다 현실성 있는 해석을 위해서는 절리의 분포 및 거동을 고려한 암반구조물의 안정성 평가가 이루어져야 할 것이다. The purpose of this research is to establish a concept of the factor of safety of tunnels which is a quantitative estimate of the stability of tunnels. Based on this concept, a numerical technique which calculates the factor of safety of tunnels was developed. To obtain the factor of safety, the strength reduction technique which conduct repeated analyses while reducing the ground strength until tunnel collapses were employed. With this technique, the failure plane, as well as the factor of safety, can be obtained without prescribing the trial failure plane. Analyses were conducted using FLAC^(2D)(ver3.3), a ground structure analysis program which is based on the finite difference method. From the result, the location of plastic zones, the maximum convergence and the maximum stress generated in the support system were also analyzed. Result shows that the factors of safety are higher for the 1st and 2nd rock classes, and lower for the lower rock classes. Furthermore, the safety factor is higher when Ko=0.5 compared to that in case of Ko=2.0. Through this research, it was found that the factor of safety defined in this research can be used as a good quantitative index representing the stability of tunnels. Also, close examination of the results can help adjustment of the quantity and location of additional supports. Future study should be directed toward the development of stability analysis technique which can take the distribution and behaviors of joints into account.

비대칭 근접 병렬터널 암반필러의 안전율 평가에 관한 연구

이철규 대진대학교 2017 국내박사

국문요약 최근 지하암반 내에 공동을 굴착할 때 암반 내 응력과 작용응력과의 비가 1.0에 가깝게 떨어진 지점 즉, 공동중심에서 반경의 3배 이상에서는 공동의 응력에 끼치는 영향을 거의 볼 수 없다하여 병렬터널 굴착시 암반필러의 이격거리를 터널직경(D)의 1.5배 이상으로 이격하여 설계 및 시공하는 경우가 많다. 하지만 근래에는 도심지내 자동차 증가로 인해 교통의 지·정체 구간을 해소하고자 지하도로를 건설하는 사례가 증가하고 있으며, 이때 터널 굴착시 굴착공법의 발달로 인해 병렬터널 시공시 터널 간 이격거리가 1.5D 이하로 시공되고 있는 경우가 많아지고 있지만 아직까지 근접병렬터널의 암반필러에 대한 이격거리를 정량적으로 충분히 제시하고 있지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 지반 내 근접병렬터널 굴착시 암반필러의 이격거리에 대한 필러부의 안정성을 밝히기 위하여 3차원 유한요소 수치해석방법으로 안정성을 평가하여 안전율 도표를 제시하였다. 암반필러의 안정성 평가는 지반 내 암반상태와 토피고 및 측압계수의 변화에 따른 지하 대단면 확폭터널 내 주행차선 2차로와 비대칭 분기차선 1차로에 대한 암반필러부의 거동을 평가한 결과 다음과 같다. 첫째로 각 암반등급에 대하여 측압계수 변화에 따른 안전율 증가비율을 검토한 결과 (0.5)대비 (1.0)은 10%~20%, (2.0)은 18%~20%로 그 증분이 일정하게 나타나 측압계수가 증가할수록 안전율이 증가하였다. 둘째로 각 암반등급과 측압계수에 대해 토피고의 변화에 따른 암반특성 거동에 대해 평가한 결과 암반필러의 이격거리는 측압계수와 토피고가 커질수록 암반필러의 이격거리가 작아지고, 토피고와 암반등급이 커질수록 암반필러의 이격거리는 증가하는 양상을 보였다. 셋째로 근접병렬터널 암반필러의 안정성 평가시 토피고 1.0D에 대해 Peck과 Matsuda방법에 의한 경험식이 수치해석결과에 비해 암반등급 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ은 15%~ 30% 필러폭이 증가하는 양상을 보인 반면에 토피고 1.0D에서 불량한 암반등급 Ⅳ, Ⅴ와 토피고 3.0D, 5.0D에서는 필러폭이 41% 이상 증가하여 경험식 적용에는 문제가 있는 것으로 평가되었다. 이와 같은 결과로부터 본 연구는 확폭터널 내 비대칭 분기부 암반필러에 대해 상기와 같은 기하학적 조건 및 매개변수 변화에 따른 근접 병렬터널 암반필러의 거동특성을 안전율 도표로 제안하였다. 이 도표는 설계 및 시공 초기단계에서 근접 병렬터널 내 비대칭 분기부 설치시 암반필러의 이격거리에 대한 암반필러의 안정성검토 및 보강방안 적용여부 등에 대해 폭넓게 적용이 가능하리라 판단된다. A Study on the Estimation of Safety Factor of the Rock Pillar Between Asymmetric Twin Tunnels LEE, CHOUL-KYU Department of Civil and Environmental Engineering Graduate School of DaeJin University (Adviced by Professor Lee, Kang-Il) ABSTRACT Recently, when excavating the cavity in underground rock, the impact on the stress of the cavity is hardly observed at the point(r=3a) where the ratio of the stress in the rock and the working stress is close to 1.0. Therefore, when the twin tunnels are excavated, the spacing distance of the rock pillars are often more than one and half times the diameter of the tunnel. However, in recent years, construction of underpass road in order to solve the traffic congestion in urban area are being built more and more. And the spacing distance is often less than 1.5D due to the development of tunnel excavation system during tunnel construction. But the spacing distance to rock pillars of twin tunnel is not quantitatively presented. Therefore, this study carry out 3D finite element-based method to clarify the stability of pillar part to the spacing distance of the rock pillar during twin excavation in the ground. And the table of safety factor is presented. Stability assessment of rock pillar is the results which evaluate the behavior of the rock pillar for driving two lane and asymmetric lane in underground widening tunnel, according to the change of rock condition, soil depth and the change of lateral pressure coefficient. And that results are as follows. First, The results of reviewing increase of the safety factor according to the change of the lateral pressure coefficient for each rock type are as follows. (1.0) compared to (0.5) is 10%~20%. and (2.0) compared to (0.5) is 18~20%. So the rate of increase is constant. In other words the more lateral pressure coefficient increases, the more safety factor increases. Second, As a result of evaluating rock behavior according to the change of soil depth for rock type and lateral pressure coefficient, the distance of rock pillar decreases as the lateral pressure coefficient and soil depth increase. On the other hand, the distance of rock pillar increases as soil depth and rock type increase. Third, in case of evaluation of stability for rock pillar, rock type Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ at the soil depth 1.0D increase the pillar width by 15~30% compared with the numerical results by the Peck & Matsuda Method. When the soil depth is 1.0D, the rock type Ⅳ, Ⅴ are poor. But when the soil depth is 3.0D and 5.0D, the pillar width increases by 41% or more. Therefore, it is considered that there is a problem in applying the empirical formula.

케이블교량 및 PSC box교량의 설계하중조합에 대한 안전율 분석

이후경 경원대학교 일반대학원 2012 국내석사

교량의 설계기준의 발달을 위해서는 안전율 결정에 대한 선진적인 기법 및 하중조합에 대한 이해가 선행되어야 한다. 이 연구에서는 교량의 설계하중조합에 대한 안전율 분석을 통하여 각 설계기준에 대한 신뢰도지수와 안전율 분석을 목적으로 한다. 예제교량에 대한 유한요소 구조해석을 수행하여 현행 도로교 설계기준(KBDC), AASHTO LRFD, 제안 도로교 설계기준(Propose) 및 케이블교량설계지침(안)의 활하중 조합, 풍하중 조합, 지진하중 조합에 대한 휨모멘트 값을 산정하고 신뢰도지수와 안전율을 구한다. PSC box교량에서는 지점조건이나 시공방식에 따라 차이가 있으나, 휨모멘트 값이 경간의 길이가 늘어나면 각 설계기준의 고정하중, 활하중 값이 대부분이 커졌고, 하중계수를 적용한 총하중 값도 증가하였다. 케이블교량에서는 각 설계기준별로 휨모멘트를 비교하고 그 중에서 현행 도로교 설계기준(KBDC)이 각 하중조합에 대한 값이 크게 나타났다. PSC box교량에서는 측경간의 정모멘트의 신뢰도지수만 빼고 대부분의 경우는 경간이 늘어나면 신뢰도지수도 늘어났다. 그 중에서 현행 도로교 설계기준(KBDC)가 가장 크게 나왔는데, 그 이유는 하중계수로 인한 영향이다. 케이블교량의 신뢰도지수는 보강거더와 주탑에 케이블교량 설계지침(안)의 중요도계수를 적용하기 전보다 적용 후에 신뢰도지수가 증가하는 것을 알 수 있다. 그리고 설계기준의 신뢰도지수보다 실교량의 신뢰도지수가 더 크게 나타나는 것을 알 수 있는데 이는 기준보다 더 안전하게 만들기 때문이다. 신뢰도수준은 평균적으로 목표신뢰도 수준인 3.5를 나타내고 중요도계수를 적용하면 4.0을 이루거나 상회하여 목표신뢰도 수준을 만족한다. 안전율을 보면 PSC box교량은 경간이 증가함에 따라 신뢰도지수와 반대로 안전율이 나타난다. 케이블교량은 전체적으로 하중조합에 대한 안전율이 PSC box교량에 비하여 크지 않게 나오고 있다. 중요도계수를 적용하여도 값이 그리 크지 않다. 풍하중 및 지진하중 조합에 대한 설계기준별 안전율의 차이는 크게 나타나지 않는다. 이는 설계기준별 차이가 크지 않기 때문이다. Advanced techniques in determining safety factors and understandings of the load combination need to be achieved in the developments of the bridge design criteria. This study aims at analyzing reliability index on each design criteria and safety factors through a load combination analysis on bridge designs. The study calculates bending moment values by using current bridge design specification(KBDC), AASHTO LRFD and the proposed design code. Live load combination, wind load combination, and earthquake load combination are applied to carry out structural analysis using finite element program, and then earns the reliability index and safety factor. In the PSC box bridge, most dead load and live load’s values of each design criteria are increased as the span’s length is increased in bending moment’ values, and also total load values applying the load factor increased. This study compared bending moments by each design code in the cable bridge, and load combination value was the largest when the current bridge design specification is used. The reliability index was increased from most cases except the reliability index of positive moment if span lengths were increased in the PSC box bridge. The current bridge design specification(KBDC) yields the largest value among them, and its reason was due to the largest load factor. Regarding the reliability index of cable bridge, a fact could be known that the index was more increased after applying the importance factor to the reinforcing girder and the pylon than before. Also, reliability index of the real bridge was much larger than that of the design specifications, and it was because of having been designed safer than the specifications. Reliability level shows 3.5 on the average that is corresponding to the target reliability level, and the target level is being satisfied by achieving 4.0 or over it if applying the importance factor. If looking at safety factors, PSC box bridge usually increases as the span increases which is to opposite the reliability index. Safety factors for the cable bridge are smaller than the PSC box bridges. In case of applying the significance index, the value does not increase so much. Safety factors by design criteria on wind load and earthquake load combinations are not appeared large.

흙막이 벽체의 보일링 해석방법에 관한 연구

김채원 경상국립대학교 대학원 2024 국내박사

Due to rapid industrial development, underground excavation work is rapidly increasing, and the application of earth retaining methods to minimize the surrounding impact caused by underground excavation is becoming common. In the earth retaining method, the safety of the excavation bottom must be ensured simultaneously with penetration depth and safety against boiling phenomenon for all soil layers except the soft cohesive soil layer. Among the review methods presented in the temporary earth retaining design standards and underground safety evaluation standard manual, the safety factor of penetration depth takes cohesion into consideration. Since the boiling review formula has limitations in that it does not take adhesion into consideration, research on boiling review formulas that take adhesion into consideration is required. The direction of the study is that if the review standard requires that the stability condition for the penetration depth and the stability condition for the boiling phenomenon be satisfied simultaneously in cohesive ground conditions, the wall penetration depth is excessive due to the limitations of the boiling review equation that does not take cohesion into account. Since there is a problem with the calculation, existing theories were reviewed to supplement this. A rational research direction that can satisfy both conditions at the same time by analyzing various earth pressure equations and analysis methods for determining penetration depth presented in the design standards for temporary retaining facilities and the standard manual for underground safety evaluation, and analyzing various theoretical equations and standards for boiling review. In order to propose a reasonable review formula that can be applied to cohesive ground conditions, an indoor model experiment was conducted and the results were analyzed to determine the flow characteristics of water in the soil and calculate the safety factor. The conventional theoretical formula and the researcher's proposed formula were used. The safety factor was calculated using. Through analysis of the research results, a boiling review equation considering cohesion was studied to enable a reasonable design when simultaneously reviewing measures to secure safety for penetration depth and boiling phenomenon in cohesive ground. Proposal of a modified version of Terzaghi's simple formula that can take adhesion into account, and verification of adequacy through measurement management results and reverse analysis through application cases of the proposed review formula.

사면구배 변화에 따른 안전율의 추정식 산정에 관한 연구

원일권 창원대학교 2008 국내석사

본 논문에서는 사면 안정해석을 통하여 사면 구배, 사면 높이, 내부마찰각, 점착력의 변화에 따른 안전율 추정식 및 추정값을 산정하였다. 중회귀분석을 통하여 안전율 추정식을 구하였다. 그 결과 사면의 구배, 사면 높이에 따라 허용 안전율을 만족하는 지반의 강도정수인 점착력 및 내부마찰각의 크기를 찾았으며, 추정식의 정도 및 신뢰도를 높이기 위하여 점착력 1tf/m2을 기준으로 식을 산정하였다. 그리고 사면 높이 및 동일한 하단구배를 기준으로 사면 상단의 기울기 변화에 따른 안전율의 감소는 약 3~8%였다. 한편, 사면 높이에 따른 사면 구배, 내부마찰각 및 점착력의 변화에 따른 안전율의 추정값을 알아보기 위하여 각 조건에 대하여 그래프로도 나타내었다. In this study, the slope analysis proposed the presumptive equation and presumptive value associated with changes in the incline of slope, height of slope, angle of internal friction and cohesion. A presumptive equation of the safety factor was obtained in terms of the regression analysis. As a result, we were able to find the values of cohesion and angle of internal friction, which are the strength parameters of ground that satisfy the allowable safety factor in accordance with incline of slope and height of slope. An equation was proposed on the basis of 1tf/m2 of cohesion to increase sensitivity and confidence of the presumptive equation. The decrease rate in the safety factor was 3 ~ 8% due to changes of incline of upper bound of slope, on the basis of the height of slope and the same incline of low bound. Graphs for each condition were presented to show the incline of slope related to the height of slope, and the presumptive value of the safety factor associated with changes in the angle of internal friction and cohesion.

지보재 파괴를 고려한 터널의 안전율 평가에 관한 연구

홍근영 수원대학교 대학원 2004 국내석사

The safety factor of a tunnel considering the failure of supports is important because the failure of supports might cause the collapse of the tunnel. In the previous studies, shotcrete was modelled as beam elements and the failure of the shotcrete was checked according to the allowable working stress concept. In this study, shotcrete was modelled by both beam elements and continuum (elasto-plastic) elements. Safety factors of tunnels were estimated by two dimensional numerical analysis with varying rock mass class, coefficient of lateral pressure, thickness of shotcrete, rock bolt reinforcement and excavation method. Also the study suggested not only a proper amount of supports but also modelling method. Also three dimensional analyses were performed to suggest a proper advanced rate, in which the shotcrete was modelled only by continuum elements. As a results, continuum elements gives more stable results then beam elements in terms of displacement and stress. Therefore it was concluded that shotcrete could be modelled as continuum elements to estimate safety factor of tunnels better. It was also concluded that the safety factor of a tunnel obtained with continuum elements reduced as the rock mass condition became weaker but almost same safety factor was obtained with two different excavation methods. In addition, it was shown that the safety factor increased as the thickness of shotcrete increased and decreased as the advanced rate increased as expected.

Development of precipitation-data-based real-time slope stability estimation method considering the uncertainty of soil hydraulic properties : 토양 수리학적 특성의 불확실성을 고려한 강수 기반 실시간 사면 안전성 산정 기법 개발

박희정 경북대학교 대학원 2022 국내석사

본 연구에서는 자기 회귀론적 장단기 메모리(Auto regressive Long- and Short-Term Memory, AR-LSTM)를 이용하여 중저준위 방사성 폐기물 처분소 내 다중 복토층의 사면 안전성을 평가하는 실시간 확률론적 사면 안전성 예측 모델을 개발하였다. 개발된 모델은 비교적 교체하기 쉬운 지상 모니터링 데이터를 사용하여 다중 복토층의 장기 관리 효율성을 위해 제안되었다. 또한 복토층 구성 매질의 불균질성, 시공의 불완전성 등으로 인하여 발생할 수 있는 불확실성을 토양 내 수리학적 특성에 대한 다변량 통계특성을 기반으로 예측 모델에 반영하였다. 개발된 기법은 충북 음성에 설치된 경사면 안전성 테스트 현장에서 강수량, 토양수분, 사면 경사계 자료를 기반으로 검증되었다. 확률론적 사면 안전율을 예측하기 위한 예측 기법의 개발 과정은 다음과 같다: 1) 시계열 토양수분 자료를 기반으로 시계열 간극수압 예측. 이때, 확률론적 사면 안전성 평가를 위해 Carsel and Parrish (1988)가 제안한 van Genuchten 모델 매개변수의 다변량 통계특성을 기반으로 다중 간극수압 값을 예측 2) Taylor model(1948)을 기반으로 확률론적 사면 안전율 산정 3) 시계열 강수량 및 2)에서 산정된 확률론적 사면 안전율을 각각 입력 및 출력으로 하는 자료기반 예측모델 학습. 이때, AR-LSTM을 이용하여 강수의 장기적 변동 특성이 사면 안전율 예측에 고려될 수 있도록 함 그 결과, 실제 사면 안전율과 예측된 사면 안전율 간의 높은 상관계수(CC)와 낮은 RMSE를 보여 개발된 기법이 강수 자료만을 기반으로 시계열 사면 안전율 예상 범위를 효과적으로 예측하는 것을 확인하였다. 또한 이를 사면 경사계 자료와 비교하였을 때, 예측된 사면 안전율 결과가 경사계 센서에서 획득된 실제 사면의 움직임과 유의미한 상관관계를 확인할 수 있다. 특히, 예측된 사면 안전율은 실제 경사가 움직이기 전에 위험성을 제공함으로서 사면 안전성에 대한 사전 통보에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 결과를 통해 본 연구에서 제안된 기법은 확률론적으로 사면의 안전성을 제시하여 보다 정량적으로 다중 복토층의 성능유지 여부를 평가하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

국내 연안지역의 액상화 발생 가능성 구역도 작성에 관한 연구

강규진 연세대학교 대학원 1999 국내석사

본 연구에서는 항만 내진설계표준서의 액상화 평가방법으로 채택된 수정 Seed와 Idriss의 방법을 이용하여 액상화 평가를 수행하였다. 액상화 평가 결과를 이용하여 가상지반과 광양만, 가덕도, 그리고 새만금 지역에 대하여 Iwasaki가 제안한 LPI(Liquefaction Potential Index, 액상화 가능지수)와 본 연구를 위해 제안한 FE(Equivalent Liquefaction Factor of Safety, 등가 액상화 안전율)을 이용하여 액상화 가능성에 대한 구역도를 작성하였다. 이렇게 작성한 구역도를 이용하여 LPI에 의한 결과와 FE를 이용한 결과를 비교하여 등가 액상화 안전율을 제안하였다. 캘리포니아주에서 제안한 구역도 작성에 관한 가이드라인을 보면 우리 나라는 지진발생에 의한 액상화의 기록은 없지만 공학적인 측면의 조사를 통하여 액상화의 가능성이 있을 때 구역도를 작성토록 하는 경우에 해당된다. 이러한 구역도를 작성하는 데 이용되는 지표에는 Youd가 제안한 LSI(Liquefaction Severity Index), Iwasaki가 제안한 LPI 등이 있다. Youd의 LSI는 액상화가 이미 발생한 지역을 대상으로 하기 때문에 액상화의 발생이 없는 국내 사정에는 적합하지 않는 것으로 판단된다. 따라서 액상화 평가에 의한 액상화 안전율을 이용하는 LPI가 유용할 것으로 판단되며 본 연구를 위하여 등가액상화 안전율, FE를 제안하였다. FE는 액상화에 대한 안전율을 이용한다는 점에서 LPI와 공통점을 가지고 있으며, 안전율의 형태로 출력이 되며 기존의 내진시방서의 내용에 기초하도록 하였기 때문에 이용에 편리하도록 하였다. FE에서 사용하는 가중치는 지표면에서 최대로 하고, 15m 깊이에서 0으로 하는 선형분포로 하였으며, 가중치와 함께 깊이별 액상화 안전율과 토층의 두께를 이용하여 안전율의 형식으로 FE가 출력되게 하였다. 가상지반과 광양만, 가덕도, 그리고 새만금 지역을 대상으로 하여 액상화 평가를 수행하고 액상화 평가 결과를 이용한 구역도를 작성하였다. 구역도 작성시에는 LPI와 FE를 이용하였으며 FE를 이용할 때에는 지표면에서의 최대 가중치의 값을 변화시키며 구역도를 작성하였다. 액상화 가능성에 대한 구역도를 작성한 결과, 지표면에서의 최대 가중치의 값을 1.6으로 하여 FE에 의하여 작성된 구역도와 LPI를 이용하여 작성된 구역도가 비슷한 분포형태를 보여주었다. 그러나 정량적인 면으로 볼 때 결과가 안전율의 형태로 나오는 FE가 국내 연안지역을 대상으로 구역도를 작성할 경우 이용에 편리할 것으로 판단된다. In this study, liquefaction hazard potential was assessed by modified Seed and Idriss method and maps of liquefaction hazard potential utilized by LPI(Liquefaction Potential Index) and FE(Equivalent Liquefaction Factor of Safety) were constructed in two dimensional space. Comparisons of liquefaction hazard maps assessed by LPI and by FE are represented to verify the FE method proposed in this study. From the 「Guidelines for Delineating Liquefaction Hazard Zones」, liquefaction hazard map should be constructed on potentially liquefiable areas shch as reclaimed land assessed by sufficient existing geotechnical data and liquefaction analyses. To construct liquefaction hazard map, zonation index such as LPI or FE is required. When magnitude of earthquake generated in Korea is considered, FE is more appropriate to construct liquefaction hazard map than LPI. FE and LPI have a advantage of using liquefaction safety factor, but FE is more convenient than LPI because types of results from FE are factor of safety that widely used in geotechnical practice and aseismic design standard for port and harbor in Korea. From the results of comparing two liquefaction hazard maps using LPI and FE, there are similar distribution trend of zonation indices when ground surface weight factor of FE is 1.6. In the view of quantitative analysis, it is concluded that FE is more convenient than LPI.