강우침투를 고려한 불포화 사면 설계 방안

Abstract

우리나라에서 발생하는 사면 붕괴는 주로 여름철 집중호우에 의한 것이며, 이러한 사면 붕괴를 억제하기 위해서 최근 기관들은 사면 설계방침을 수정하려는 움직임을 시작하고 있다. 그 내용을 보면, 기존 사면 설계 방침에서 지하수위 위치를 더 보수적인 방향으로 바꾸는 것이다. 단순히 사면 설계 방침을 바꾸는 것으로 사면의 안정성을 보장할 수 없고, 실무에서 어떻게 사면을 설계하는지를 살펴보고 문제점을 찾아서 수정해야 한다. 현장에서는 시간과 비용의 문제로 인해, 현장 비교란 시료를 채취하여 직접전단실험을 통하여 지반 강도정수를 얻고 있다. 현장 비교란 시료는 포화 상태가 아니기 때문에 이 때 얻어지는 강도 정수는 불포화 지반 강도 정수가 된다. 장마나 집중호우가 발생할 시 사면은 불포화상태에서 포화상태로 가게 되고, 이때 지반정수도 불포화 상태의 값에서 포화상태의 값으로 감소하게 된다. 한편, 이러한 문제점을 고려하여 포화상태의 강도값을 구한 후 지금의 설계방법으로 사면을 설계하게 되면 지금의 설계기준을 만족하는 사면은 과다 설계가 될 것이 자명하다. 최근 토질역학 분야에서 불포화토에 대한 관심이 급증하고 있다. 이는 고전적인 포화토의 개념과 원리로는 실제 지반에서 발생하는 현상과 거동이 제대로 해석되지 않는 많은 공학적 문제들이 생겨났기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 불포화토의 거동특성을 바탕으로 불포화 토질정수를 고려함으로써 그렇지 못한 경우보다 좀더 정확하고 안전한 그리고 경제적인 사면설계방법을 마련하였다.