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표제지
목차
요약문 3
SUMMARY 4
제1장 서론 15
1.1. 연구배경 및 필요성 16
1.2. 연구목적 및 범위 18
1.3. 연구방법 및 구성 19
제2장 이론적 배경 및 문헌연구 22
2.1. 개요 23
2.2. 급경사지 현황 분석 및 시사점 도출 24
2.2.1. 급경사지 분포 현황 24
2.2.2. 위치별 토사비탈면 분포 현황 27
2.2.3. 계측 필요성이 있는 급경사지 분포 현황 30
2.3. 토사비탈면 붕괴거동 특성 30
2.3.1. 토사비탈면의 지질학적 붕괴 특성 고찰 31
2.3.2. 외부요인(강우, 지하수위)에 대한 고찰 32
2.4. 모형실험 계측사례 분석 32
2.5. 소결론 35
제3장 실증실험 기반 토사비탈면 붕괴거동 특성 36
3.1. 개요 37
3.2. 소형 붕괴모의 실험장비를 이용한 토사비탈면 붕괴거동 특성 37
3.2.1. 소형 붕괴모의 실험장비 구성 37
3.2.2. 실험조건 39
3.2.3. 표층 붕괴(Shallow collapse) 특성 41
3.2.4. 지표변위 거동 특성 46
3.2.5. 체적함수비 초기조건에 따른 거동 특성 48
3.2.6. 강우강도에 의한 습윤전선 변화 51
3.3. 대형 붕괴모의 실험장비를 이용한 토사비탈면 붕괴거동 특성 56
3.3.1. 대형 급경사지 붕괴모의 실험장비 56
3.3.2. 급경사지 붕괴모의 1차 실증실험 59
3.3.3. 급경사지 붕괴모의 2차 실증실험 64
3.3.4. 해석적 방법을 통한 급경사지 붕괴거동 특성 68
3.4. 소결론 74
제4장 계측관리 기준(안) 제시를 위한 실증실험 결과분석 76
4.1. 개요 77
4.2. 소형실험 계측 결과분석 78
4.2.1. Case 1 79
4.2.2. Case 2 82
4.2.3. Case 3 84
4.2.4. Case 4 86
4.2.5. Case 5 87
4.2.6. Case 6 91
4.2.7. Case 7 93
4.3. 토사비탈면 계측관리 기준(안) 94
4.4. 대형실험 계측 결과분석 100
4.4.1. 급경사지 붕괴모의 1차 실증실험 계측 결과 100
4.4.2. 급경사지 붕괴모의 2차 실증실험 계측 결과 107
4.5. 소결론 122
제5장 급경사지 붕괴위험지구 지반 DB 구축 및 붕괴피해 현장조사 124
5.1. 개요 125
5.2. 붕괴위험지구 지반 DB 구축 126
5.2.1. 현장시험 방법 126
5.2.2. 대상지역 선정 127
5.2.3. 현장 밀도시험 129
5.2.4. 실내시험 방법 132
5.2.5. 실내시험 133
5.3. 현장조사 144
5.3.1. 산불피해지역 내 붕괴예상지역 현장조사 144
5.3.2. 집중호우에 의한 급경사지 붕괴지역 현장조사 146
5.3.3. 평창 동계올림픽 및 인근지역 현장조사 149
5.4. 소결론 179
제6장 차년도 급경사지 붕괴모의 실증실험 추진계획 180
6.1. 금년도 성과 및 개선사항 181
6.1.1. 금년도 성과 181
6.1.2. 금년도 개선사항 183
6.2. 차년도 실증실험 연구추진계획 184
제7장 결론 187
7.1. 요약 및 결론 188
7.2. 기대효과 및 활용방안 190
참고문헌 192
[부록] 연차별 급경사지 붕괴위험지구 지반 DB 구축 자료 195
판권기 208
표 2.1. 관리기관별 급경사지 분포 현황 24
표 2.2. 등급별 평가점수 및 내용 25
표 2.3. 등급별 급경사지 분포 현황 26
표 2.4. 용도별 급경사지 현황 26
표 2.5. 구조별 급경사지 현황 27
표 2.6. 토사비탈면 분포 현황 27
표 3.1. 화강암 풍화토 주요 물성 39
표 3.2. 실험조건별 붕괴 유형 40
표 3.3. 인공강우 및 지하수위 재현장치의 제원 57
표 3.4. 펌프압력과 노즐 회전 지연시간에 따른 강우강도 검증 결과 57
표 3.5. 강릉 산불피해지역 급경사지 붕괴 발생 현황 59
표 3.6. '06~'15년간 산불 피해 현황 60
표 3.7. 급경사지 실증실험 단면 결정을 위한 해석 조건 69
표 3.8. 급경사지 안정성 해석 적용 지반 물성 69
표 3.9. 강우강도와 지속시간에 따른 안전율 변화 69
표 3.10. 단위중량에 따른 투수계수 변화 70
표 3.11. 시료 특성에 따른 전단강도정수 71
표 3.12. 2차 급경사지 붕괴모의 실증실험 조성 지반 특성 71
표 3.13. 2차 급경사지 실증실험 강우 지속시간 72
표 3.14. 강우강도와 지속시간에 따른 안전율 변화 72
표 3.15. 반복해석을 통한 안정성 검토 결과 73
표 4.1. 소형 붕괴모의 실험장비 실험조건 78
표 4.2. 비탈면 유지관리 단계별 관리기준치(일본 비탈면안정소위원회, 1996년) 94
표 4.3. 산사태 예보 강우량 기준치 비교(舊. 국민안전처, 2016년) 95
표 4.4. 소형 붕괴모의 실험장비 체적함수비 비교 96
표 4.5. 소형 붕괴모의 실험장비 지반변위 비교 97
표 4.6. 소형 붕괴모의 실험장비 지반 붕괴 체적함수비 조건 98
표 4.7. 급경사지 계측관리 기준(안) 99
표 4.8. 체적함수비계 반응시점 비교 105
표 4.9. 강우 적용시점과 체적함수비계 반응시점 비교 111
표 4.10. 강우 적용구간별 체적함수비 값 증가량 111
표 4.11. 붕괴 전 최대 체적함수비 지속시간 112
표 4.12. 강우에 따른 변위 변화량 114
표 4.13. 구간별 시간에 따른 변위 기울기 116
표 4.14. 붕괴 직전 계측기별 간극수압 119
표 4.15. 붕괴 전 구간 계측기별 반응시간 비교 122
표 5.1. 3차년도(2018년) 시험 수행 내용 126
표 5.2. 3차년도(2018년) 현장조사 대상지역 127
표 5.3. 현장밀도시험 수행 결과(대전ㆍ충청권역) 129
표 5.4. 실내시험 방법 132
표 5.5. 실내시험 수행 결과(대전ㆍ충청권역) 133
표 5.6. 투수시험 수행 결과(대전ㆍ충청권역) 143
표 5.7. 산불피해지역 내 붕괴예상지역 현장조사 현황 144
표 5.8. 산불피해지역 현장 투수계수 146
표 5.9. 산사태 발생지역 현장조사 현황 147
표 5.10. 집중호우 인한 급경사지 붕괴 피해지역 복구 현황(청주시) 148
표 5.11. 급경사지 붕괴지역 현장 투수계수 149
표 5.12. 토석류 평가 및 판정표 162
표 5.13. 토석류 분석 강우조건 163
표 5.14. 취약지수에 따른 구조물 손상정도 165
표 5.15. 구조물 손상정도 수준 167
표 5.16. 지점별 토석류 취약성 평가 결과(지속시간: 6시간) 167
표 5.17. 지점별 토석류 취약성 평가 결과(지속시간: 9시간) 168
표 5.18. 지점별 토석류 취약성 평가 결과(지속시간: 12시간) 168
표 5.19. 강우조건에 따른 구조물 손상정도 168
표 5.20. 평창올림픽 관련 시설물 현장조사 결과 171
표 5.21. 평가 등급별 점수 기준 175
표 5.22. 자연비탈면 S4 재해 위험도 평가 결과 176
표 5.23. 인공비탈면 S6, S7, S8 재해위험도 평가 결과 177
표 6.1. 실규모 급경사지 붕괴모의 실험 181
표 6.2. 연도별 주요 연구내용 185
그림 1.1. 당해 연도 연구방법 및 구성 19
그림 2.1. 토사비탈면 C, D, E 등급 분포 28
그림 2.2. 토사비탈면 경사 히스토그램 29
그림 2.3. 토사비탈면 평균 높이 히스토그램 29
그림 2.4. 계측이 필요한 것으로 판정된 급경사지 분포 현황 30
그림 3.1. 소형 급경사지 붕괴모의 실험장비 모식도 38
그림 3.2. 비탈면 붕괴활동 형태(Varnes, 1993) 42
그림 3.3. 후퇴성 붕괴(Retrogressive collapse) 거동 특성 43
그림 3.4. 전진형 붕괴(Progressive collapse) 거동 특성 44
그림 3.5. 국지적 붕괴(Confined collapse) 거동 특성 45
그림 3.6. 시간에 따른 체적함수비와 지표변위 변화 예시 47
그림 3.7. 초기 지반 상태에 따른 지표변위와 체적함수비 변화 양상 49
그림 3.8. 강우강도별(100mm/hr, 200mm/hr) 체적함수비 변화 특성 51
그림 3.9. 심도에 따른 체적함수비 변화 52
그림 3.10. 체적함수비 변화 양상 53
그림 3.11. 습윤전선 및 체적함수비 측정 결과 54
그림 3.12. 실험 전ㆍ후 입도 분포 변화 55
그림 3.13. 대형 급경사지 붕괴모의 실험장비 56
그림 3.14. 강우강도와 노즐 회전 지연시간과의 관계 58
그림 3.15. 펌프압력에 따른 강우강도 차이 58
그림 3.16. 청주 관측소 강우기록('17.7.1.~7.16.) 60
그림 3.17. 실증실험 모형 단면 및 지반조성 61
그림 3.18. 실험 30분 및 1시간 경과 후 지표면 상태 63
그림 3.19. 실험 2시간 및 6시간 경과 후 지표면 상태 63
그림 3.20. 급경사지 붕괴모의 2차 실증실험 모형 단면 및 계측기 위치 65
그림 3.21. 선행강우 적용 및 본 실험 3시간 경과 후 지표면 상태 66
그림 3.22. 70mm/hr 강우적용 11시간과 17시간 경과 후 지표면 상태 67
그림 3.23. 본 실험 30시간 및 33시간 경과 후 지표면 상태 67
그림 3.24. 시료 2번에 대한 직접전단시험 결과 71
그림 3.25. 강우지속 24시간에 대한 안정성 해석결과 74
그림 4.1. Case 1(상부 비탈면) 계측 결과 80
그림 4.2. Case 1(상부 비탈면) 지반변위와 체적함수비 변화량 80
그림 4.3. Case 1(하부 비탈면) 계측 결과 81
그림 4.4. Case 1(하부 비탈면) 지반변위와 체적함수비 변화량 82
그림 4.5. Case 2 계측 결과 83
그림 4.6. Case 2 지반변위와 체적함수비 변화량 83
그림 4.7. Case 3 계측 결과 85
그림 4.8. Case 3 지반변위와 체적함수비 변화량 85
그림 4.9. Case 4 계측 결과 86
그림 4.10. Case 4 지반변위와 체적함수비 변화량 87
그림 4.11. Case 5-1(상부 비탈면) 계측 결과 88
그림 4.12. Case 5-1(상부 비탈면) 지반변위와 체적함수비 변화량 89
그림 4.13. Case 5-2(하부 비탈면) 계측 결과 90
그림 4.14. Case 5-2(하부 비탈면) 지반변위와 체적함수비 변화량 90
그림 4.15. Case 6 계측 결과 92
그림 4.16. Case 6 지반변위와 체적함수비 변화량 92
그림 4.17. Case 7 계측 결과 93
그림 4.18. Case 7 지반변위와 체적함수비 변화량 94
그림 4.19. 시간 경과에 따른 지반변위 특성 95
그림 4.20. 기준 체적함수비와 붕괴 시 체적함수비 비교 98
그림 4.21. 체적함수비와 지반변위거동 특성 99
그림 4.22. 식생부 계측기 배치도 100
그림 4.23. 미식생부 계측기 배치도 101
그림 4.24. 상단 지표변위계 계측 결과 102
그림 4.25. 중단 지표변위계 계측 결과 102
그림 4.26. 하단 지표변위계 계측 결과 102
그림 4.27. 식생매트 유실 현장 전경 103
그림 4.28. 상단 간극수압계 계측 결과 103
그림 4.29. 중단 간극수압계 계측 결과 104
그림 4.30. 하단 간극수압계 계측 결과 104
그림 4.31. 상단 체적함수비계 계측 결과 106
그림 4.32. 중단 체적함수비계 계측 결과 106
그림 4.33. 하단 체적함수비계 계측 결과 107
그림 4.34. 급경사지 붕괴모의 2차 실증실험 계측기 배치도 108
그림 4.35. 시간에 따른 체적함수비계 계측 결과 109
그림 4.36. 시간에 따른 지표변위계 계측 결과 113
그림 4.37. 지표변위계별 시간에 따른 변위변화 기울기 분석 결과 116
그림 4.38. 시간에 따른 간극수압계 계측 결과 117
그림 4.39. P-4 간극수압계(중단 우측)의 계측 결과 119
그림 4.40. 시간에 따른 체적함수비, 간극수압, 지표변위 계측 결과 비교 120
그림 5.1. 지반 DB구축 대상지역 126
그림 5.2. 급경사지 붕괴위험지구 대상지역 위치도 128
그림 5.3. 급경사지 붕괴위험지구 현장 전경(대전ㆍ충청권역) 130
그림 5.4. 현장밀도 실험 전경(대전ㆍ충청권역) 131
그림 5.5. 실내시험 수행 전경(대전ㆍ충청권역) 134
그림 5.6. 대전ㆍ충남권역 입도분포 비교 135
그림 5.7. 충북권역 입도분포 비교 136
그림 5.8. 대전ㆍ충청권역의 현장 함수비 137
그림 5.9. 대전ㆍ충청권역 시료의 비중 138
그림 5.10. 대전ㆍ충청권역 시료의 간극비 139
그림 5.11. 대전ㆍ충청권역 시료의 최대건조단위중량 140
그림 5.12. 대전ㆍ충청권역 시료의 액성한계와 소성지수의 범위 141
그림 5.13. 대전ㆍ충청권역 시료의 소성도표 142
그림 5.14. 삼척시 도계읍 현장 전경 145
그림 5.15. 강릉시 성산면 현장 전경 145
그림 5.16. 청주시 미원면 현장 전경 147
그림 5.17. 평창 동계올림픽 및 인근 현장조사 지역 149
그림 5.18. 집중호우에 의한 알파인 경기장 지표수 현황(산림청, 2018.05.) 150
그림 5.19. 집중호우에 의한 알파인 경기장 피해 현황(산림청, 2018.05.) 150
그림 5.20. 정선 알파인 경기장 현장조사 주요 내용 151
그림 5.21. A구간 세굴 및 식생매트 유실 현황 152
그림 5.22. B구간 활강코스 No.90~120 및 연결코스 No.0~15 현황 153
그림 5.23. B구간 회전코스 No.0~45 현황 154
그림 5.24. B구간 활강코스 No.120~139 현황 155
그림 5.25. C구간 세굴 및 물길 형성 현황 156
그림 5.26. D구간 연습코스 No.70~110 현황 157
그림 5.27. D구간 회전연습코스 No.30~45 현황 158
그림 5.28. 곤돌라 승하차장 현황 159
그림 5.29. 연습코스 No.120~130 현황 159
그림 5.30. 표층 유실 및 세굴 발생 현황 160
그림 5.31. 토석류 형태 161
그림 5.32. 항복응력과 체적농도와의 관계 164
그림 5.33. 점성과 체적농도와의 관계 164
그림 5.34. 충격압과 취약지수와의 관계(Kang and Kim, 2016) 165
그림 5.35. 피해예상지역 현황 166
그림 5.36. 빈도에 따른 토석류 두께와 확산범위(지속시간 12시간) 169
그림 5.37. 빈도에 따른 토석류 흐름 속도(지속시간 12시간) 169
그림 5.38. 평창올림픽 현장조사 시설물 170
그림 5.39. 급경사지 현황도(R: 옹벽, S: 비탈면) 172
그림 5.40. 올림픽파크 슬라이딩 센터 현장조사 결과 172
그림 5.41. 옹벽 16개소 전경 173
그림 5.42. 비탈면 13개소 전경 174
그림 5.43. 경기장 내 식생 유ㆍ무 비교 178
부록 표 1.1. 1차년도(2016년) 현장조사 대상지역(울산ㆍ경북권역) 197
부록 표 1.2. 1차년도 현장밀도시험 수행 결과(울산ㆍ경북권역) 198
부록 표 1.3. 1차년도 실내시험 수행 결과(울산ㆍ경북권역) 199
부록 표 1.4. 2차년도(2017년) 현장조사 대상지역(경기ㆍ강원권역) 200
부록 표 1.5. 2차년도 현장밀도시험 수행 결과(경기ㆍ강원권역) 201
부록 표 1.6. 2차년도 실내시험 수행 결과(경기ㆍ강원권역) 202
부록 표 1.7. 3차년도(2018년) 현장조사 대상지역(대전ㆍ충청권역) 203
부록 표 1.8. 3차년도 현장밀도시험 수행 결과(대전ㆍ충청권역) 204
부록 표 1.9. 3차년도 실내시험 수행 결과(대전ㆍ충청권역) 205
부록 그림 1. 연차별 지반 DB구축 대상지역 196
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