지진동에 의한 사면의 안정성 해석법에 관한 연구

Abstract

2005년 3월 20일 일본 후쿠오카 북서쪽 해상에서 발생한 지진은 부산, 경남, 제주는 물론, 광주, 전남에서까지 건물이 흔들리는 진동을 발생 시켰으며, 최근 2007년 1월 강원도에서 발생한 지진은 전국적으로 지반이 흔들리는 진동을 발생시켜 지진의 피해에 대한 우려를 크게 증폭하였다. 지진의 발생시 다양한 형태의 피해가 발생하며, 이 중 낙석 및 사면붕괴는 전체 피해 중 상당부분을 차지한다. 낙석과 사면붕괴는 인명 및 구조물에 직접적인 피해를 유발할 뿐 아니라 도로, 다리 등의 기능을 상실케 하여 사회시스템을 마비시킬 수 있으며 이로 인한 심각한 인적 및 물적 피해가 발생할 수 있다. 하지만 국내에서는 지진에 대한 사면의 안정성 평가는 거의 수행되고 있지 않으며, 지진동의 영향이 고려된 경우에도 지진 하중을 유사정적 하중으로 단순화하여 한계평형법으로 안정성을 평가하는 지배적이었다. 하지만, 유사정적 해석시 해석결과에 절대적인 영향을 미치는 설계지진계수의 선정방법에 대한 연구가 부족하며 현재에는 국외기준을 준용하고 있는 실정이다. 또한, 한계평형법보다 진보된 유사정적 유한요소법과 동적해석법과의 차이에 대한 연구가 국내외 모두 매우 부족하다. 따라서, 합리적으로 사면의 안정성을 평가하기 위한 최적의 해석기법의 선정이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 사면의 지진동에 대한 안전율 예측 및 변위예측을 해석방법에 따라 비교를 하였다. 그 결과, 각 해석법간의 문제점을 발견할 수 있었으며 기존 등가정적 해석보다 진보된 사면의 안정성 해석법을 제안하였다. 그리고 지진동의 영향에 따른 사면의 안정성평가가 나아갈 방향을 제시 할 수 있었다.; In 1989, the state of California experienced over 7 hundred million dollars of economic loss due to the Loma Prieta earthquake. In 1995, the southern part of Hyogo Prefecture in Japan resulted in approximately 5,000 casualties as well as 7 trillion yen in economic loss. Diverse documents and records shows that Korea, which has long been considered to be seismically safe, has experienced several historical earthquakes. In addition, constant occurrence of small magnitude earthquakes after the 20th century shows that Korea is no longer safe from seismic hazard. Different forms of damages can occur due to earthquakes. Among such, rock-falls and slope instability is the source of major economic loss and casualty, and the area of damage can be significant. There is a need to accurately estimate the ground and rock deformation under seismic loading and to evaluate the factor of safety. Based on comprehensive data collection, literature review, and comparison of available state-of-the-art simulation tools, this research proposes the development of a new simulator will be developed to be used in assessment of seismic slope stability. The safety evaluation concerning earthquake damages not being executed and the basic law of internal examination of one's country not being presented has to do with the actual circumstance of current constructions being done on four sides. Also, the researches that have been done on the safety methods in relation to the four sides will be used as reference to the construction of the internal examination. This research will be showing safety evaluations due to the outcomes of earthquakes and various examples of the estimates about the displacements. These cases have been compared by limit equilibrium analysis , static finite element method and dynamic finite element method, which will also be used as reference to the researches that will be done on safety evaluations on four sides. By studying the domestic and foreign seismic design standard for slop, we found there are not obvious design standard. In order to develop the algorithm of the simulator, we studied the limited equilibrium method, static FEM analysis, also we compared the each methods. But each method difference is difficult to determine in researched references. Therefore, An experiment concluded that optimum analysis techniques are impossible according to slope properties and magnitude of earthquake; a scientific and global research should be needed.