정상류와 비정상류 침투조건에서 하천제방 단면 형상이 동수경사에 미치는 영향

Abstract

하천제방은 하천 구조물 중 중요한 구조물 하나로 하천의 범람으로부터 제내지의 인명과 재산 등을 보호하기 위하여 하천을 따라 토사 등으로 축조한 토류 구조물이다. 그러나 최근 기상이변에 의해 대형 태풍과 집중 호우가 발생하게 되었고, 이로 인한 이상홍수로 인해 제방붕괴를 일으켜 인근지역에 직접적인 재산피해와 인명피해를 가져오게 되는 일이 적지 않다. 본 논문에서는 정상류와 비정상류의 작용에 따른 하천제방 단면의 주요 특성치인 제방 둑마루 폭, 사면 경사도의 변화에 따른 수치해석을 실시하였다. 유출부의 동수경사를 분석하여 제방에 대한 안정성 검토를 실시하였다. 그 결과 정상류와 비정상류의 작용에 따른 하천제방 둑마루 폭의 증가에 따라 유출부 영역에서의 동수경사는 감소하는 것으로 나타났고, 수평 동수경사보다 수직 동수경사가 더 크게 감소하는 것으로 나타난다. 기초지반과 제체조건 동일할 때 정상류 침투의 동수경사가 비정상류 침투의 동수경사보다 크게 나타난다. 또한, 사면 경사의 확대로 인한 유출부 영역에서의 동수경사의 감소효과는 수평 동수경사보다 수직 동수경사가 더 크게 감소하는 것으로 나타났다. 정상류 침투해석은 비정상류 침투해석보다 높은 결과가 나타나므로 안정측면에서 침투현상은 비정상류 침투조건에서 침투해석으로 경제적인 설계가 가능할 것이다. 그리고 정상류 침투 조건에 비해 비정상침투 조건일 때 동수경사의 증가율이 큰 것을 알 수 있다.