변형-연화 거동 이론을 이용한 토사비탈면의 표층붕괴 예측 방법 고찰 = A Study on the Predicting Method of Shallow Failure on Soil Slopes using the Strain-Softening Behavior Theory

국문 초록 (Abstract)

표층붕괴는 집중호우에 의해 우리나라에서 가장 빈번하게 발생하는 산사태 유형으로 알려져 있다. 본 연구에서는 토사비탈면의 역학적인 붕괴 특성을 고려하여 표층붕괴 시기를 예측할 수 있는 방법에 대해 검토하였다. 이를 위해 실내 토조실험을 수행하였으며, 토사비탈면의 표층붕괴 과정에서 나타나는 지표변위의 거동이 3차 크립 거동과 같이 변위가 급격히 상승하는 불안정한 구간이 있음을 확인하였다. 토사비탈면의 표층붕괴를 예측하기 위해 일반적으로 암반비탈면의 거동 해석에 활용되는 변형-연화 거동 이론의 적용성을 검토하였다. 단위시간에 따른 지표변위 증가량이 급격히 상승하는 시점을 기준으로 변위가 급증하는 불안정한 변위 구간 내에서 붕괴를 예측할 수 있는 것으로 확인되었다. 선행 거동 등으로 인해 누적변위량이 크게 발생한 경우에는 붕괴와 직접적인 연관이 있는 변위구간을 선정해서 선행 누적변위에 영향을 받지 않고 표층붕괴를 예측 가능하다는 것을 확인하였다. 본 연구에서 검토한 변형-연화 거동 해석 방법은 누적변위가 발생한 경우에도 붕괴와 연관된 지표변위 거동을 통해 붕괴예측이 가능하다는 점에서 현장에서의 활용성이 높을 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Shallow failure is the most frequent landslide type in Korea due to torrential rains. This study investigated a method to predict the shallow failure time on soil slopes considering their mechanical failure characteristics. In particular, this study confirmed through flume experiments that the surface displacement of soil slopes during the shallow failure is rapidly unstable in the same way as the tertiary creep. In addition, the applicability of the strain-softening behavior theory, which is generally used for the behavior analysis of rock slopes, was reviewed to predict shallow failure on soil slopes. Subsequently, it was confirmed that the shallow failure could be predicted in an unstable surface displacement section of the soil slope where the displacement increases sharply based on the point where the displacement per second increases rapidly. In addition, it was confirmed that the shallow failure could be predicted without being affected by a large cumulative surface displacement of the soil slope (due to the soil slope's preceding behavior) by selecting the displacement section related directly to the shallow failure. Hence, the strain-softening behavior analysis method is expected to be highly useful in the field in that it can predict shallow failure on soil slopes through their surface displacement behavior related to the shallow failure even when cumulative surface displacement occurs in them.

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