• 검색 결과가 없습니다.

IEG 환경지질연구정보센터

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "IEG 환경지질연구정보센터"

Copied!
14
0
0

로드 중.... (전체 텍스트 보기)

전체 글

(1)

강우로 인한 사면의 천층활동 분석 및 레이저 스케너를 이용한 모니터링 기술

사 공 명

한국철도기술연구원 궤도토목연구본부 [email protected]

1. 서론

기상이변으로 이상기후의 영향으로 국지적인 집중호우의 발생은 최근 들어 빈번 히 발생하고 있다. 이로 인하여 토목구조물의 붕괴 및 그로인한 인명손상의 피해는 늘어가는 추세이며 특히 사면의 활동과 그로인한 피해는 증가하고 있다(철도위원회, 2003; Berti 등, 1999; Crosta와 Prisco, 1999; Lin 등, 2002; Wang 등, 2002). 최근 몇 년 동안 매년 반복되는 태풍 및 장마의 영향으로 인하여 도로 및 철도사면의 붕괴 는 상당한 인적/물적 자원의 손실을 불러 일으켰다. 이와 같은 현상의 발생으로 인 하여 국내외적으로 강우로 인한 사면의 거동에 대한 다양한 접근이 이루어지고 있 다.

사면의 활동은 기후, 지질, 지형, 식생 조건 등 다양한 원인에 의해서 발생하며 사 면활동은 그 양상에 따라 “낙하(fall)”, “전도(topple)”, “활동(slide)”, “흐름(flow)”,

“측방유동(lateral spread)”과 “혼합형(composite)”로 구분된다(Cornforth, 2005). 특 히 국내에서 강우로 인한 토사면의 활동 유형은 상당부분이 활동과 흐름의 형태를 보이는 것으로 판단되며 흐름의 경우에는 흙과 자갈이 혼재된 이른바 토석류(debris flow)가 발생하는 것으로 관측되었다(사공 등, 2005). 비가 내리면 빗물의 일부는 증 발하고 나머지는 흙으로 침투한다. 침투가 지속적으로 진행되면 흙의 침투능은 감 소하며 이에 따라 일정한 강우강도 조건에서 침투량은 시간이 진행됨에 따라 감소 하게 된다(Rahardjo 등, 2005). 침투되지 못한 비는 지표면을 따라 흘러 표면유출수

(2)

(runoff water)가 되며 이때 사면의 형상 특성에 따라 흐름의 특성은 포상류(布狀流, sheet flow) 형태가 되거나 우곡류(雨谷流, gully flow)의 형태가 될 수 있다. 포상류 의 발생은 주로 넓고 평평한 땅에서 빗물이 넓게 퍼지면서 발생하며 토양이 노출된 경사지에서는 가느다란 물길을 형성하면서 릴류(rill flow)로 흐르는 것이 일반적이 다(권혁재, 2002). 자연사면의 경우 형상이 일정하지 않고 사면내에서의 경사가 일정 하지 않은 상태에서 우곡을 형성할 경우 우곡부에서는 배후의 유수지역으로 부터 우곡부로 집수되는 빗물의 영향으로 인하여 빗물에 의한 침식이 발생할 가능성이 상당히 높으며 이로인한 사면의 활동은 현장에서도 관측된바 있다.

기존의 연구중에는 실내실험을 통하여 강우로 인한 사면내 흙의 연약화 및 사면 활동 과정에 대한연구가 수행된 사례가 있다(Eckersley, 1990; Nishigaski 등, 1999;

Okura 등, 2002; Wang과 Sassa, 2003; Gachet 등, 2003). 각각의 실험 내용들을 살 펴보면 일정한 강우강도 조건에서 사면내 흙의 함수비 및 간극수압의 변화에 대한 분석을 수행하였다. 그러나 상당수의 연구결과는 다양한 조건에서의 강우로 인한 사면의 거동을 재현하고 있지 않으며 특히 현장에서와 같이 여러 경계조건을 가진 상황에 대한 재현의 거의 없는 편이다. 따라서, 본 연구에서는 현장에서 관측된 사 면의 거동을 실내실험을 통하여 재현하며 각 패턴별 정성적인 거동분석을 수행하고 자 하였으며 특히 3차원 레이저 스케너를 사용하여 사면의 형상변화 뿐만 아니라 모니터링 시스템의 일부로서 레이저 스케너의 적용 가능성을 조사하였다.

2. 기존선 철도연변 사면에서 관측된 사면활동

강우로 인하여 철도연변 사면의 붕괴가 더욱 우려되는 곳은 현재 운행하고 있는 기존선 이다. 특히 산악지역에 위치하고 있는 영동선 및 충북선의 일부 구간의 경우 사면의 형태 가 자연사면의 조건에 가까운 경우가 많으며, 사면내 절토부 자체는 상대적으로 적 다. 이러한 경우 비록 소규모의 활동이 발생하더라도 열차탈선의 위험을 내포하고 있으므로 활동의 메커니즘을 분석하고 엄밀한 활동방지 대책이 필요한 실정이다.

본 논문에서는 사공 등(2005)에서 소개한 내용을 간략히 정리하여 소개하고자 한다.

그림 1은 철도연변 현장에서 관측된 활동패턴을 나타내고 있다. 그림 1(a)의 경우 에는 영동선 안인-강릉 구간에서 발생한 사면의 활동 양상을 나타내는 그림으로

“천층 활동타입”으로 분류되었다. 천층 활동타입은 천층파괴가 사면의 표면에서만 관측된 경우로서 활동심도가 얕으며 판상의 사면활동을 보이는 경우이다. 여기서 의미하는 판상의 사면활동이란 기존의 원호파괴 형태와 비교하였을 경우 그 활동면 이 어느 정도 평평한 것을 의미한다. 천층활동의 경우 강우로 인하여 주로 발생하

(3)

는 활동패턴 중의 하나로서 토석류와 연계되어 나타남을 알 수 있었다.

(a) (b)

(c) (d) 그림 1. 철도연변 현장에서 관측된 사면활동 패턴.

(a) 천층 활동타입(영동선, 안인-강릉 186k350), (b) 중간층 활동타입(영동선, 동해-묵호 150k500), (c) 우곡부 활동타입(태백선, 추전-태백 93k900), (d) 암반

경계부 활동타입 (경전선, 낙동강-한림정 5k225).

그림 1(b)는 영동선 동해-묵호 구간에서 발생한 사면의 활동 양상을 나타내는 그 림으로 활동구간 중 상부에서 천층보다는 깊은 심도에서의 활동이 관측되어 천층 활동타입과 구분하여 “중간층 활동타입”으로 분류되었다. 중간층 활동의 경우에는 사면의 활동분류에 있어 “활동”에 해당하는 형태로서 사면상부에 활동으로 인한 주 비탈면(main scarp)가 형성된 것을 알 수 있다. 중간층 활동타입의 경우에는 강우로 인한 사면내 흙의 포화도 증가로 자체 중량이 커져 전단응력이 흙의 전단강도보다 더 커지면서 발생하거나 부유지하수대(perched ground water table)의 상승으로 인 하여 지하수대 자체가 연약대 역할을 하여 발생될 수도 있을것이며 또한 사면내 지

(4)

층의 불연속적인 요인으로 인하여 발생할 수 있을 것으로 판단된다.

그림 1(c)와 (d)는 “우곡부 활동타입”과 “암반 경계부 활동타입”으로 분류된 현장 사진인데 두 활동타입은 원지반의 지층 특성과 상관이 있다는 점에서 공통점을 가 지며 사면 표면의 형태적 특성에서 차이점을 보였다. 우곡부 활동타입의 경우는 표 면유출수가 사면 배후 경사지에서 집수되는 지형조건이었다. 따라서 우곡부 침식현 상은 우곡부를 따라 흘러가는 집수된 빗물의 소류력에 의한 것인 것으로 예측된다.

특히 이러한 가정은 그림 1(c)에 퇴적된 자갈들을 살펴보면 알 수 있다. 그림1(c)에 퇴적된 자갈들은 상부에서 이송된 토석류의 일부로서 토석류가 퇴적되는 곳의 주변 에서는 자갈이 쓸려내려 간 흔적이 보이지 않는다. 퇴적부에서 자갈이 관측되는 것 은 아마도 사면 상부의 얕은 표토층이 침식이 되면서 모암에서 풍화된 자갈층들이 드러나게 되었으며 자갈층마저 빗물에 쓸려 이송된 것으로 판단되었다. 따라서 이 러한 잔류토층 중에서 자갈과 흙이 혼재된 층에서 발생하는 사면의 활동은 상당히 복잡하며 그 예측이 어렵다. 그 이유는 비록 동일한 재료로 구성이 되어 있더라도, 층을 구성하는 입자의 입도분포가 영향을 미칠 수 있으며 풍화 패턴에 따라서도 개 별 재료의 강도가 상당히 차이가 나기 때문이다.

그림 1(d)에서와 같이 암반 경계부 활동타입의 경우는 기반암 상부에 얕은 토피 가 존재하는 지형조건에서 관측되었다. 이러한 활동타입은 기반암의 존재로 인하여 수리학적 불연속면이 흙과 기반암의 경계면 사이에 형성되어 활동이 발생한 것으로 이해된다. 만일 모암상에 얇은 토피고의 흙이 있다면 어느 정도 흙이 쉽게 쓸려내 려 갈 것이므로 암반 경계부상에서의 활동은 그리 빈번하지 않을 수 도 있다. 그러 나 다른 사면활동 타입과 연계해 보면, 특히 우곡부 활동타입과 연계해 본다면, 강 우로 인한 흙의 침식이 진행되면서 모암 상부에 위치한 토피고가 감소하면서 암반 경계부 활동타입이 유발 될 수도 있을 것으로 예측된다.

3. 실내실험을 통한 현장관측의 검증

현장조사를 통하여 분류된 강우시 철도 연변사면의 활동타입을 검증하고 강우로 인한 사면의 거동 특성을 분석하기 위해 실내모형실험 장비로는 강우재현장치, 경 사형 토조, 다짐기 등을 사용하였고 시료로는 주분진표준사와 미립분(카올린)을 배 합한 시료를 사용하였다. 실내실험과 관련된 장비의 상세 내용은 사공 등(2006)에서 확인 할 수 있다.

3.1. 실내실험 조건 및 실험방법

현장조사를 통해 분류된 사면의 활동패턴을 검증하고 강우로 인한 사면의 거동특

(5)

성을 분석하고자 표 1의 실험조건에 의해 실내모형실험을 실시하였다. 전석층 유무 와 표면처리의 유무는 우곡부 활동에 대한 실험조건을 구성하기 위한 것이다.

활동타입

미립분 함량

(%)

초기 함수비

(%)

경사각 (

)

다짐 에너지 (

kgf/cm

2)

토피고 (cm)

강우강도

(mm/h) 표면처리 배수조건

천층 10 5 30

0.5 20 50

비배수

40 70 표면배수

표 1. 실내모형실험 조건

시료배합 다짐작업 사면조성

시료건조 강우시작 및 관찰 강우강도 측정

그림 2. 실내모형실험 순서.

그림 2는 실내모형실험의 개략적인 순서를 나타내고 있다. 여섯 단계로 구분하면 시료의 배합, 다짐, 경사사면 조성, 강우강도 확인, 강우개시 및 관찰 그리고 시료건 조의 순으로 진행되었다. 다짐작업시 미립분 손실의 최소화를 위하여 토조 상부에 비닐을 설치하고 다짐 작업을 수행하였다. 실혐결과에 큰 영향을 미치는 요인들로 서는 하부 바닥판에서의 실링과 균등한 강우강도의 조성이다. 하부 바닥판 실링을 위해서 주변부에 에폭시 코팅을 하였으며 균등한 강우강도 조성을 위하여 수차례의 시행착오를 거치 스프레이 타입의 노즐을 선택하여 실험을 수행하였다. 실험조건의 구성에 있어 배수조건을 달리하여 실험을 수행한 경우가 있는데 이때 배수 조건이

(6)

란 하부바닥과 토조를 충분히 실링하여 배수가 허용되지 않은 경우(비배수)와 하부 바닥은 실링이 되었으나 상부표면 유출수는 토조 전면으로 배수가 되도록 (표면배 수) 조건을 구성하였다.

3.2. 실내 모형실험 결과

(a) 초기 (b) 3시간 30분 경과 후 (c) 4시간 경과 후 그림 3. 천층 활동타입 재현 (비배수 조건).

그림 3는 천층 활동타입을 실내모형실험으로 재현한 결과를 나타내고 있다. 천층 활동타입의 활동 메커니즘은 초기 사면이 습윤되고 얕고 폭이 좁은 수로가 형성되 어 그 수로들이 점차적으로 확대되며 침식이 발생한다. 침식 발생시 흙은 상당히 연약한 거동을 보였으며 완전히 포화된 조건에서의 흐름 상태를 보였다. 초기 사면 의 성형시 국부적으로 경사가 발생한 곳을 중심으로 소규모의 침식이 발생하며 추 가 강우가 지속되면서 그 부분이 확대 되는 양상을 보인다. 사면 하단(toe)부분에서 는 침식 후 퇴적된 미립분이 관측되었는데 이는 Crosta 등(1999)이 주장하는 바와 같이 사면 표층에서 미립분이 침식후 퇴적으로 인하여 발생된 것으로 판단된다(그 림 4 참조).

Finer particles Finer particles dislodgement dislodgement

Flowage

Flowage Sliding/Coulomb Sliding/Coulomb failure failure Failure surface Failure surface

Finer particles Finer particles dislodgement dislodgement

Flowage

Flowage Sliding/Coulomb Sliding/Coulomb failure failure Failure surface Failure surface

그림 4. 침투에 의한 침식모델 (Crosta와 Prisco, 1999).

(7)

그림 3은 비배수 조건에서의 실험결과로서 이는 결국 지하수위의 상승으로 인한 사면의 침식활동을 나타내는 상황이라 할 수 있을 것이다. 이에 비해 그림 5는 배 수조건을 달리한 경우의 실험결과를 나타내고 있다. 표면배수를 허용한 경우 지속 적인 지하수위의 상승은 발생하지 않는 상황이 되며 따라서 사면의 활동파괴가 발 생하는 조건은 비배수 조건에 비해 보다 더 열악한 조건이다 (강우강도 및 지속시 간). 따라서 인위적인 사면활동 발생을 유발하기 위하여 사면의 경사각을 40도로 구 성하였으며 강우강도를 시간당 70mm로 증가하였다.

초기 slip 발생위치

(a) 초기조건 (b) 3시간 40분 경과후

(c) 6시간 경과후 (d) 7시간 34분 경과후 그림 5. 천층활동 타입 재현 (배수조건 및 고강우강도 조건 70mm/h).

그림 3과 5를 비교해 보면 실험 경계조건에 따른 활동양상이 달라짐을 관측할 수 있다. 비배수조건의 경우 표면의 토사에서 액상화가 완전히 발생한 후 유동적인 토 사의 흐름이 발생하는 것을 관측할 수 있었다. 이때 사면의 활동은 침식에 의해서 발생하는 것으로서 각 입자의 움직임이 관측되었다. 그러나 그림 5와 같이 표면배 수만을 허용한 경우에는 표면에서의 침식이 발생하는 것이 아니라 아주 얕은 심도

(8)

이기 하나 토사내에서의 활동에 의해서 초기 활동의 발생이 관측되었으며 초기 활 동이 발생한 곳에서부터 점진적인 활동이 지속되었다. 따라서 강우로 인한 사면활 동은 점진적인 활동(progressive failure) 타입이라 할 수 있다.

4. 3차원 레이저 스케너를 이용한 스케닝 결과 4.1. 3차원 레이저 스케너의 소개

최근 들어 사면안정분야에 있어 3차원 레이저 스케너의 활용이 빈번하게 이루어지고 있 다. 3차원 레이저 스케너를 사용할 경우 스케닝 당시 사면 전면의 형태를 추출할 수 있으 므로 굴착시의 매 단면의 형상확인 및 전체적인 변위 및 변형의 발생여부를 확인할 수 있 다. 또한 스케닝한 데이터로부터 암반사면의 경우 절리면의 특성 추출에 대한 연구도 기 존에 수행된 사례가 있다. 본 연구에서는 실내실험과정에서 각 단계별 사면의 변화 양상 을 레이저 스케너로 스케닝 하기 위하여 저성능의 3차원 레이저 스케너를 개발하였으며 그 구성 및 제원은 다음과 같다.

적인 3차원레이저 스케너의 형상은 그림 6과 같으며 각 구성품으로는 Laser Ranger Finder(LRF)와 LRF를 이송시키는 robot arm 그리고 데이터의 획득 및 전송을 담당하고 있는 controller 부로 구성이 되어 있다. 레이저 스케너를 사면실험장치에 장착한 후의 전 경은 그림 7과 같다.

Robot arm

Laser Range Finder

Controller

(a) 3차원스케너 전경

(b) Laser Range Finder 상세 그림 6. 3차원 레이저 스케너 전경 (설치이전).

(9)

Robot arm

강우재현 장치

경사사면부

LRF

Laser Wave Length 780 nm Maximum Measurement Range 16.5 m

Measurement Accuracy 2.5 mm to 85% diffuse reflectance Measurement Resolution 0.032 mm at 700 Hz

Sensor Principle modulated beam, time-of-flight Laser Spot Size 2.5 mm

Weight 625g

Operating Temperature -17oC ~ 50oC

Sampling Rate (Max) 50 KHz with optional high speed interface 그림 7. 스케너를 강우사면 실험장치에 설치한 후의 전경.

3차원레이저 스케너 개발을 위하여 사용한 LRF는 Archity Research 사의 AR-4000을 사용하였으며 기본적인 제원은 다음과 같다.

표 2 Acuity Research의 AR-4000 모델의 상세 사양

4.2. 표층활동에 대한 레이저 스케닝 결과

그림 7과 같은 set up 조건에서 Laser Range Finder(LRF)는 길이 80cm의 로봇암상에서 이동한다. 이때 이동 LRF의 이동방향은 경사형 토조의 하단부를 횡단하는 방식이 된다.

또한 측정방법은 LRF에서 발사한 레이저 신호는 원주방향으로 회전하는 형식으로 측정이

(10)

된다. 따라서 LRF가 로봇암을 이동하면서 원주방향으로 신호를 송수신하는 방식이 된다.

이러한 작용으로 인해서 얻어지는 데이터의 형식은 레이저 신호가 반사되어 오는 지점의 좌표값 (x, y, z)과 반사강도이며 본 연구에서는 반사강도의 특성을 이용하여 표면활동의 특성을 살펴보고자 한다.

(a) 초기 조건 (그림 5(a))

(b) 3시간 10분 경과후 (c) 5시간 43분 경과후 그림 8. 강우에 따른 반사강도의 변화.

그림 8은 강우의 진행에 따른 반사강도의 변화를 보이고 있다. 우선 초기상태에는 사면 전체의 흙이 균등한 반사강도를 나타낼 것이다. 그림 8의 경우에는 초기조건에서 반사강

(11)

도의 값이 120에서 130 사이의 값을 나타내고 있음을 알 수 있다. 그러나 강우가 진행됨 에 따라 (그림 5의 조건과 동일) 반사강도 값이 증가함을 알 수 있다 (그림 8(b), (c) 참 조). 또한 사면활동 예측에 있어 중요한 포인트로서는 그림 8(b)를 살펴보면 증가하던 반 사강도가 일부구간에서 감소하는 것을 알 수 있다. 일부구간에서 짙은 파란색에서 노란색 및 오랜지 색으로 변한구간이 있는데 이 구간은 실제 사진과 비교하여보아도 초기 국부 적인 slip이 발새한 구간임을 알 수 있다. 그림 8(b)는 초기 slip이 발생하기 이전에 스케 닝한 결과이므로 이 영상을 그림 5(b)와 비교하면 초기 slip이 발생한 위치와 반사강도의 변화를 보이는 위치가 어느 정도 일치함을 알 수 있다. 비록 정확한 활동 시기를 현 상태 에서 예측하기는 다소 무리가 있으나 전체 사면구간중에서 주의를 요하는 구간을 확인할 수 있음을 본 결과를 통해서 알 수 있다. 다른 조건에서의 실험과 비교하여도 유사한 결 과를 관측할 수 있는데 본 실험과 같은 조건에서 강우로 인한 사면의 활동은 사면의 경사 부와 토우 부분이 접하는 구간 근처에서 초기 활동이 관측되는 경우가 다수였다. 이러한 관측결과는 경사부와 토우부분이 접하는 부분에서 유선의 방향이 변경되면서 동수경사가 가장 급하게 변화는 점에 기인한다고 할 수 있을 것이다. 반사강도 뿐만 아니라 활동에 따른 사면형상의 변화와 그로인한 각 점의 위치좌표가 변하게 되므로 스케닝 데이터 세 트간의 상호비교를 통하여 변위의 발생위치를 추적하여 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 이 러한 특성을 모니터링에 적극적으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

5. 결론

본 연구에서는 현장에서 관측된 사면활동 메커니즘을 조사하기 위하여 실내모형실험을 수행하였다. 특히 현장에서 관측된 여러 타입의 활동 패턴중 가장 빈번하게 강우로 인하 여 발생하는 천층의 표면활동에 대한 실험을 수행하였다. 실험의 조건은 경계조건(비배수, 표면배수)을 달리한 상태에서 사면의 표면활동 발생과정에 대해서 정성적인 분석을 실시 하였으며 또한 표면활동 모니터링을 위하여 3차원 레이저 스케너를 이용하여 강우의 진 행에 따른 사면표면의 특성을 관측하였다.

경계조건을 달리하여 실험을 수행한 결과 비배수 조건의 경우에는 사면의 활동이 침식 에 의해서 발생함이 관측되었다. 비배수 조건의 경우에는 강우재현장치에서 내리는 강우 가 바닥 및 토조의 가장자리에서 일부 배수가 되나 원활한 배수는 되지 않는 상태로서 사 면 토우부에서 표면유출수가 모이는 양상을 보인다. 이러한 조건은 현장의 경우 지하수위 가 증가하는 경우로 이해될 수 있으며 지하수위 증가로 인하여 액상화가 충분히 발새한 경우 침식에 의한 사면활동이 발생할 수 있음을 나타내고 있다. 지하수위의 증가뿐만 아 니라 비록 본 연구에서는 다양한 케이스에 대한 실험결과를 제시하지 못하고 있지만 흙 의 간극비 및 강우량에 따라서도 다른 사면활동 양상을 나타낼 것으로 판단된다. 또한 배

(12)

수 조건의 경우 표면 침식에 의한 파괴가 아니라 천층의 국부적인 활동의 시작이 인한 전 반적인 활동으로 나타났다. 이 경우에는 기존의 불포화토 이론에서 적용하고 있는 함수비 의 변화에 따른 matric suction 값의 변화를 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 다만 안전 율 계산에 있어 전단강도의 특성이 실내실험을 통해서 산출한 결과값을 그대로 적용할 수 있는지에 대해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이상 두 케이스에 대한 실험결과가 나타내는 바는 동일한 대상체 조건이라도 경계조건의 차이로 인하여 사면의 활동이 발생하는 메커니즘은 상이할 수 있음을 나타내고 있다. 또한 사면의 활동특성중 하나로서 사면의 경사부와 토우부가 접하는 곳에서 초기 slip이 주로 발생하는 것이 관측 되었는데 이는 현장에서도 관측되는 부분이다. 사면의 전체적인 활동은 초기활동의 시작 으로 인하여 기인하는바 초기활동의 예측 및 보강을 위해서는 경사부와 토우부의 접합부 에 대해서 많은 관심을 가져야할 것이다.

천층의 사면활동 실험의 수행과 더불어 각 단계마다 사면의 표면을 3차원 레이저 스케 너를 이용하여 스케닝을 실시하였다. 레이저 스케너의 활용은 사면의 활동양상을 정량으 로 측정할 수 있을 뿐만 아니라 레이저의 반사신호 강도를 이용하여 강우시 사면의 취약 부를 조사할 수 있다는 장점이 있다. 하나의 케이스에 대해서 레이저 스케닝을 수행한 결 과 강우가 지속됨에 따라 레이저의 반사강도는 증가하는 양상을 보였다. 그러나 특정시점 에서 사면내 활동이 발생하는 위치에서는 반사강도가 감소하는 패턴을 나타내었다. 이러 한 감소 패턴은 사면활동이 발생하기 이전에 나타났음을 알 수 있다. 현 상태에서 레이저 스케너의 반사강도 거동 패턴에 대해서 정확한 이해가 수반되지 않았으나 결과를 가지고 유추를 해 본다면 특정 함수비 조건까지는 레이저 스케너의 반사강도가 증가하는 양상을 보이다가 특정값 이상의 함수비 조건에서는 감소하는 것으로 판단된다.

이상의 실험 및 분석을 통해서 강우시 발생하는 사면활동의 발생 메커니즘에 대한 분석 과 레이저 스케너의 활용성을 조사하였다. 본 연구의 결과를 통해서는 정량적이며 구체적 인 사면의 안정성 분석 툴을 제시하지 못하고 있음을 이해하고 있다. 앞서 언급한바와 같 이 강우시 사면의 안정성은 발생 메커니즘 뿐만 아니라 재료의 강도변화 모두를 고려하 여야 하는 특성이 있으므로 이에 대한 추가 연구가 수행되어야 할 것이다. 또한 레이저 스케너를 활용한 사면의 모니터링도 강우에 따른 반사강도의 거동특성의 분석 및 사면의 활동여부를 나타내는 경계치(threshold)에 대한 추가 분석이 필요하다.

6. 감사의 글

본 연구는 한국철도기술연구원 자체연구사업인 “선로구축물 시스템 핵심기술연 구”의 연구비 지원에 의해 수행된 연구의 일부이며 이에 감사드립니다.

(13)

참고문헌

권혁재, 2002, 지형학, 법문사.

사공명, 황선근, 이수형, 김현기, 김민석, 2005, 강우로 인한 철도 연변 사면의 활동 특성:현장사례 중심, 한국지반공학회 논문집, 제 21권, 제 5호, 7-13.

사공명, 김민석, 김수삼, 이인용, 2006, 강우로 인한 철도 연변사면의 활동분석 : 실 내모형실험, 한국지반공학회 논문집, 제 22권, 제 5호, 83-91

철도위원회, 203, 태풍 매미로 인한 철도분야 피해조사, 대한토목학회 학회지, 제 51 권, 제 10호, 21-24.

Berti, M., Genevois, R., Dimoni, A., and Tecca P. R. 1999, Field observation of a debris flow event in the Dolomites, Geomorphology, Vol 29, pp. 265-274.

Cornnforth, D. H., 2005, Landslide in practice, John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, New Jersey.

Crosta G., and Prisco C. Di, 1999, On slope instability induced by seepage erosion, Canadian Geotechnical Journal, Vol. 36, pp. 1056-1073.

Eckersley, D., 1990, Instrumented laboratory flowslides, Geotechnique, Vol. 40, No. 3, pp. 489-502.

Gachet, P., Klubertanz, G. Vulliet, L., and Laloui, L., 2003, Interfacial behavior of unsaturated soil with small-scale models and use of image processing techniques, Geotechnical Testing Journal, Vol. 26, No. 1, pp. 1-10.

Lin, P. -S., Lin J. -Y., Hung, J. -C., and Yang, M. -D., 2002, Assessing debris-flow hazard in a watershed in Taiwan, Engineering Geology, Vol. 66, pp. 295-313.

Nishigaki, M., Tohari, A. and Komatsu, M., 1999, Predicting rainfall-induced slope failure from moisture content measurement, Proceedings of Slope Stability Engineering, pp. 465-469.

(14)

Okura, Y., Kitahara, H., Ochiai, H., Sammori, T., and Kawanami, A., 2002, Landslide fluidization process by flume experiments, Engineering Geology Vol. 66, pp. 65-78.

Rahardjo, H., Lee, T. T., Leong, E. C., and Rezaur, R. B., 2005, Response of a residual soil slope to rainfall, Canadian Geotechnical Journa,l Vol. 42, pp.

340-351.

Wang. F. W., Sassa, K., and Wang G., 2002, Mechanism of a long-runout landslide triggered by the August 1998 heavy rainfall in Fukushima Prefecture, Japan, Engineering Geology, Vol. 63, pp.169-185.

Wang, G. and Sassa K., 2003, Pore-pressure generation and movement of rainfall induced landslides : effects of grain size and fine-particle content, Engineering Geology, Vol. 69, pp. 109-125.

수치

그림  3은  비배수  조건에서의  실험결과로서  이는  결국  지하수위의  상승으로  인한  사면의  침식활동을  나타내는  상황이라  할  수  있을  것이다
표  2  Acuity  Research의  AR-4000  모델의  상세  사양

참조

관련 문서

A Fortran Program for Transient Rainfall Infiltration and Grid-Based Regional Slope-Stability Analysis (TRIGRS) of evaluating the susceptibility to rainfall-induced shallow

“A case study of rainfall-Induced slope failures on the effect of unsaturated soil characteristics.” Journal of Korea Society of Civil Engineering, Vol. “Stability analysis

커플링 해석을 통한 비탈면 안정해석 시, 단기간 발생한 강우에 대해 낮은 안전율을 보여 커플링 효과가 큰 것으로 나타났으며, 집중호우에 의한 비탈면 설계 시 커플링 해석

Numerical stability analysis of an unsaturated infinite slope under rainfall-induced infiltration conditions was per- formed using generalized effective stress to unify

커플링 해석을 통한 비탈면 안정해석 시, 단기간 발생한 강우에 대해 낮은 안전율을 보여 커플링 효과가 큰 것으로 나타났으며, 집중호우에 의한 비탈면 설계 시 커플링

This paper presents the evaluation of rainfall-induced natural soil slope stability and reinforced soil slope instability under vertical load (railway or highway load)

Keywords : Monolithic analysis, Staggered analysis, Finite element analysis, Rainfall-induced slope stability, Partially saturated soil slopes.. 1 정회원,