문화재 보호를 위한 사면 실시간 계측 시스템 구축 및 강우침투해석

Abstract

종교·문화적 이유로 인해 국내 문화재의 대부분은 산지 사면에 위치해 있다. 자연 상태에서의 사면은 불포화 상태로 존재하게 되고 강우 시 침투에 의해 지반의 전단강도(Shear Strength) 감소로 인해 표층 파괴가 주로 발생하게 된다. 강우 침투에 의한 지반 전단강도의 감소는 지반의 함수비 증가에 따른 모관흡수력 감소와 밀접한 연관이 있다. 따라서 본 연구에서는 사면 파괴에 의한 문화재 훼손을 방지하기 위하여, 파괴의 핵심인자인 모관흡수력, 함수비, 강우량 변화를 사전에 계측하여 그 안정성을 실시간으로 평가하는 모니터링 시스템을 구축하였다. 그리고 향후 발생 가능한 확률강우강도를 모사하여 대상 사면의 안정성 평가를 수행하였다. 확률강우강도는 통합형 확률강우강도식을 이용하여 모사하였고 재현기간에 따라 지속시간을 변화시키며 향후 대상 사면의 거동을 예측해 보았다. 단기간 강우강도에 대해서는 2시간 지속강우강도를 사용하였고 장기간 강우강도에 대해서는 48시간 및 96시간 강우강도를 사요하여 침투해석 및 사면 안정 해석을 실시하였다. 또한 여러 가지 복합적으로 작용하는 파괴요인에 대해 사면의 안정성을 확보하기 위하여 확률강우강도를 적용한 대상사면의 보강해석을 실시하였다. 보강 방법에는 앵커 보강법과 그라우팅 및 배수공 보강법을 해석하였고 보강법의 조건을 변화시키며 대상 사면에 보다 적절한 보강방법을 제안하기 위한 연구를 수행하였다.