불포화토 지반특성을 고려한 하동지역 비탈면 붕괴사례 연구

국문 초록 (Abstract)

不飽和土 地盤特性을 考慮한 河東地域
비탈面 崩壞事例 硏究

陳 仁 哲

嶺南大學校大學院

建設시스템工學科 土質·道路工學專攻

指導敎授 朴 永 穆

요 약

본 연구는 경남 하동지역에서 발생한 비탈면 붕괴사례를 대상으로 안정성 검토를 위하여 불포화토의 물리, 역학적 특성시험과 등방삼축압축시험 및 tempe pressure cell을 이용한 함수특성곡선시험 등을 수행하였다. 기 붕괴비탈면을 모델링하였고, 측정된 실내시험 결과와 실제 현장에서 발생한 강우 자료를 바탕으로 SEEP/W와 SLOPE/W를 이용하여 침투해석과 비탈면안정해석을 수행하였으며, SIGMA/W를 이용한 응력해석과 비교하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
현장조사를 통해 대표적인 위치에서 채취한 하동지역 시료의 물리, 역학적 특성시험 결과, 통일분류법(USCS)상 SW로 분류되었고, 직접전단 시험결과 내부마찰각()은 32.8°, 점착력()은 2.8 kPa로 나타났다.
Tempe pressure cell 시험을 통해 얻은 함수특성곡선과 흡수응력특성곡선이 등방삼축압축시험을 통해 얻은 흡수응력 실험결과와 거의 일치하는 것을 확인하였다.
비탈면 파괴단면을 따라 임의의 위치를 3개소 선정하여 간극수압과 포화도의 변화를 비교한 결과 강우에 따른 변화가 뚜렷하게 나타났으며, 간극수압과 포화도의 변화에 따른 안전율 변화도 확인 할 수 있었다.
SEEP/W와 SLOPE/W를 이용한 프로그램 해석을 통해 실제 비탈면 붕괴가 발생한 2009년 7월 16일 안전율(F.S)이 1.0 이하로 나타나 불포화토를 대상으로 한 프로그램 해석으로 실제 비탈면 붕괴상황을 재현할 수 있는 것으로 판단된다.
비탈면 안정해석에 있어 응력해석을 실시한 경우 최소안전율이 0.99로 응력해석을 미실시한 경우 최소안전율 0.90보다 10%정도 크게 나타나는 것을 알았다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구배경 1
• 1.2 연구목적 2
• 제 2 장 이론적 배경 4
• 2.1 불포화토의 기본이론 4
• 2.1.1 불포화토의 정의 4
• 2.1.2 모관흡수력 5
• 2.1.3 불포화토에서의 흐름 7
• 2.2 불포화지반의 강도특성 8
• 2.3 불포화토의 함수특성곡선 14
• 2.3.1 함수특성곡선의 정의 15
• 2.3.2 함수특성곡선의 이론식 18
• 2.4 불포화토의 흡수응력 21
• 2.4.1 흡수응력의 정의 21
• 2.4.2 흡수응력 특성곡선 24
• 2.5 강우사상 27
• 2.5.1 강우에 의한 비탈면활동 원인 27
• 2.5.2 강우량과 비탈면 붕괴 28
• 제 3 장 불포화토 실내시험 및 결과 30
• 3.1 하동지역 시료의 물성시험 30
• 3.1.1 기본 물성시험 30
• 3.1.2 직접전단시험 32
• 3.1.3 투수시험 33
• 3.2 Tempe pressure cell 시험 34
• 3.3 삼축압축시험 39
• 3.4 흡수응력특성 43
• 제 4 장 하동지역 붕괴비탈면의 안정해석 45
• 4.1 개 요 45
• 4.2 안정해석 모델링 47
• 4.3 침투해석 50
• 4.3.1 정상류 침투해석 결과 50
• 4.3.2 부정류 침투해석 결과 51
• 4.4 비탈면 안정해석 결과 57
• 4.5 응력해석 후 안정성 변화 검토 59
• 제 5 장 결 론 62
• 참 고 문 헌 64
• Abstract 69