기반암 경계조건을 적용한 Green-Ampt 침투모델에 의한 사면의 얕은 파괴 해석

Abstract

세계의 많은 지역이 강우에 의한 사면파괴에 취약하다. 우리나라는 풍화잔류토 층의 깊이가 얕고 호우가 빈발하여 포화대가 지표로부터 하강하면서 기반암에 도달하여 토층 전체가 포화상태에 이르는 침투거동이 사면파괴를 일으키는 중요한 원인 중 하나이다. 따라서 파괴면의 깊이가 얕고 풍화토층과 기반암의 경계면 근처에 형성되는 특징을 가지고 있다. 본 연구에서는 한계평형법에 바탕을 둔 사면의 얕은 파괴 해석을 위하여 경사면을 고려한 일차원 침투모델인 Green-Ampt 모델을 적용하였다. 시간에 따라 변하는 강우강도를 고려하였으며 얕은 토층을 고려하기 위하여 Green-Ampt 모델에 얕은 기반암의 경계조건을 도입하였다. 해석결과에 의하면 제안된 해석법은 사면에 대한 강우의 침투 평가 시 포화대의 기반암으로의 진행을 계산함으로써 강우의 침투거동을 사면안정에 적절하게 반영할 수 있음을 보여준다. Many regions around the world are vulnerable to rainfall-induced slope failures. In Korea, the depth of weathered residual soil is shallow and rainfall of strong intensities is frequent. Therefore, saturation of whole soil layer caused by the reaching of saturated wetting front from the slope surface to impermeable bedrock by rain infiltration is one of important causes of slope failure. This leads to the shallow depth of slope failure that passes through the interface between soil and impermeable bedrock. In this study, one-dimensional Green-Ampt model on sloping surfaces in infiltration analysis is used for the shallow slope failure analysis based on the limit equilibrium method. Time-varying intensity of rainfall was considered and shallow impermeable boundary condition was imposed in the Green-Ampt model to simulate the impermeable bedrock underlying the shallow residual soil. The results of example analysis showed that the proposed method can be used to efficiently consider the rainfall infiltration behavior caused by shallow impermeable bedrock boundary in stability assessment of infinite slope.