비정상류 흐름에 따른 지중 유효응력 변화를 고려한 하천 제방의 안정성에 관한 연구

Abstract

최근까지 국내·외의 하천 제방은 집중호우 및 태풍, 기상이변 등으로 하천 수위가 짧은 시간 내에 상승하여 제방을 월류하거나, 제방붕괴 등을 초래하여 인명피해 및 재산피해가 발생한다. 지반 공학적인 요인에 의한 제체 불안정은 파이핑 및 사면활동 안정성 미확보에 기인한다. 따라서 본 연구에서는 비정상류-불포화 침투 해석을 수행하여 투수성 하부지반조건(균질·비균질, 등방·비등방) 및 홍수위 지속시간 차이에 따른 제체의 파이핑에 대한 안정성, 간극수압 거동 양상(홍수위시 및 수위 급강하시)에 따른 유효응력 변화가 제체의 사면활동 안정성에 미치는 영향을 검토하였다. 본 연구결과 제방의 지반 공학적 안정성(파이핑 및 사면활동 안정성 등)은 하천수의 비정상류 2차원 흐름시 하부지반 구성형태(등방·비등방성, 균질·비균질성, 단일·복합, 투수·불투수층 등), 홍수위지속시간, 포화투수계수 등의 상호관계에 따라 동수경사 및 유효응력이 정량적인 거동을 하는 것이 아니라 비선형적인 거동을 함으로써 안정성에 차이가 발생함을 알 수 있었다. 또한 하천 제방의 안정성 검토시 안정성에 영향을 미치는 인자들의 정확한 판정·적용이 매우 중요하며 하천수의 2차원 흐름에 의해 발생하는 간극수압을 고려하여 유효응력 해석법으로 홍수위시 및 수위 급강하시 제체의 사면활동에 대한 안정성 검토를 수행하여야 한다.; Within a country, a tremendous loss of lives and properties occur frequently because of collapse of the embankment body. Ground water level rise quickly and overflow the embankment by unusual change of weather, such as Concentrated Storm and Typhoon, and then the embankment body collapse. From the Geotechnical point of view, collapse of the embankment body is due to piping and landsliding. So, in this study transient flow-unsaturation seepage analysis is performed for finding out interrelation between piping stability and factors which are ground condition and flood stage duration, and interrelation between slope stability and effective stress according to pore water pressure when water ground level uprise or drop quickly. The result of this study, embankment stability is effected by not particular behavior of ground condition(isotropic-anisotropic, homogeneous-nonhomogeneous etc.), flood stage duration, the saturated Coefficient of permeability but compositive behavior of factors. Stability for embankment which is important to apply suitable factors. And slope stability for sliding which applied effective stress analysis considering pore pressure should be investigated at the flood stage and rapid drawdown. Pore water pressure could be occurred by two-dimensional Flow.