KR101547070B1 - Method and system for analysing landslide considering antecedent rainfall and in-situ matric suction - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비탈면 해석 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 선행 강우 효과를 고려한 비탈면 해석 기법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sloping surface analysis technique, and more particularly, to a sloping surface analysis technique considering a preceding rainfall effect.
산사태는 강우 침투로 인하여 비탈면 표층부에 습윤대(wetting band)가 형성되어 일반적으로 얕은 파괴 형상으로 발생하는 것으로 알려져 있다. 강우가 일정 기간 지속되면 함수비가 증가하여 표층 지반이 포화되기 시작하고, 습윤대가 일정 깊이에 도달하면 지반의 강도를 결정하는 모관흡수력(matric suction)이 현저히 감소하며, 이에 따라 사면의 불안정성은 증가한다. 따라서, 산지를 이루는 토사의 불포화 특성은 산사태 발생을 결정짓는 중요한 요소라 할 수 있다. It is known that landslides occur in a shallow fracture shape due to wetting bands formed on the slope surface due to rainfall infiltration. When the rainfall continues for a certain period, the water content starts to increase and the surface layer begins to saturate. When the wetting zone reaches a certain depth, the matric suction which determines the strength of the ground decreases drastically and the instability of the slope increases accordingly . Therefore, the unsaturated nature of the gypsum that forms the mountain is an important factor that determines the occurrence of landslide.
강우 침투로 인한 산사태는 비탈면 파괴 당시의 강우 조건도 중요하지만 그 이전에 발생했던 선행 강우(antecedent rainfall)에도 영향을 많이 받는다. 불포화 비탈면이 충분한 기간 동안 건조한 상태에 놓이면, 국내 전역에 분포하는 풍화토 지반의 경우에, 모관흡수력은 약 75 ~ 85 kPa을 보이고, 불포화 투수계수는 약 1×10-10cm/sec 이하의 매우 작은 값을 갖는다. 이러한 지반 상태에서 강우가 발생하면, 최초 모관흡수력은 점점 감소하고, 함수비 및 불포화 투수계수는 증가하여 강우 침투 속도는 빨라진다. 선행 강우는 산사태 발생 당시의 지반의 모관흡수력의 초기 상태와 강도를 결정하고, 지속적인 후속 강우에 의해 비탈면이 파괴될 수 있다.The landslide due to rainfall infiltration is also important for rainfall conditions at the time of slope failure, but it is also affected by the antecedent rainfall that occurred before. When the unsaturated slope surface is dry for a sufficient period of time, the capillary absorption force is about 75 ~ 85 kPa and the unsaturated permeability coefficient is about 1 × 10 -10 cm / sec or less Lt; / RTI > When rainfall occurs in these ground conditions, the initial capillary absorption power decreases gradually, the water content and unsaturated permeability coefficient increase, and the rainfall penetration rate increases. The preceding rainfall determines the initial state and strength of the capillary absorptive capacity of the ground at the time of landslide occurrence, and the slope can be destroyed by continuous subsequent rainfall.
실제로, 산림청 자료를 참고하면, 비탈면 재해 발생 이전에 조사되는 최대 시간 강우량과 일누적 강우량이 기존의 산사태주의보의 기준에 못미치는 경우에도 비탈면 재해가 발생할 확률은 충분히 높다.In fact, referring to the Forest Agency data, the probability of a slope disaster is high enough even when the maximum amount of rainfall and daily cumulative rainfall to be examined before the slope disaster are less than the standard of the existing landslide warning.
기존에 산사태를 해석적으로 예측하는 방법으로, 산사태 발생과 관련된 요소들을 공간적으로 분석하여 산사태가 발생 가능한 지역을 예측하는 기법, 지리정보 시스템을 이용한 광역적 분석 기법이 제안되어 있다. 불포화 지반의 수리학적 특성을 반영하여 강우 침투에 의한 습윤대 깊이와 간극 수압 분포를 평가하여 비탈면의 안전율을 산정하는 침투-사면안정 연계 해석 기법도 제안된 바 있다. 하지만, 이러한 연계 해석은 불포화 지반 특성에 대해 정확한 이해와 올바른 적용이 필요하고 지반의 간극수압 분포와 강우 특성에 따라 해석의 정확성이 좌우되어 주의깊은 적용이 필요하다.As a method of predicting landslides in the past, spatial analysis of factors related to landslide occurrence has been proposed to predict areas where landslides can occur, and a wide area analysis technique using geographic information system. Slope stability analysis method has been proposed to estimate the slope safety factor by evaluating the wetting depth and pore water pressure distribution by rainfall infiltration reflecting the hydraulic characteristics of unsaturated soil. However, this linkage analysis requires careful application because it requires accurate understanding and proper application of unsaturated soil properties, and accuracy of analysis depends on pore pressure distribution and rainfall characteristics of the ground.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 선행 강우 효과를 고려한 비탈면 해석 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a slope surface analysis method and a system considering a preceding rainfall effect.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 선행 강우의 효과를 정확히 해석할 수 있도록 지반의 현장 모관흡수력을 이용하는 비탈면 해석 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a slope surface analysis method and system using an on-site capillary absorption force of a ground so as to accurately analyze the effect of preceding rainfall.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 현장 모관흡수력 데이터가 산사태 해석 대상 지역에서 측정되는 경우에는 측정된 현장 모관흡수력 데이터를 이용하고, 그렇지 않은 경우에도 근사적으로 추정된 현장 모관흡수력 데이터를 이용하는 비탈면 해석 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.A problem to be solved by the present invention is to use the measured on-site buoyancy data when the on-site buoyancy absorption data is measured in a landslide analysis area and on the slope analysis method using the approximate estimated on-site buoyancy absorption data And a system.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 지반과 사면의 조건에 따라 원호 활동 파괴 해석과 무한 사면 파괴 해석을 선택적으로 수행할 수 있는 비탈면 해석 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.The present invention provides a slope surface analysis method and system capable of selectively performing an arc action failure analysis and an infinite slope failure analysis according to the conditions of the ground and the slope.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The solution to the problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 측면에 따른 컴퓨터를 이용한 비탈면 해석 방법은According to an aspect of the present invention, there is provided a computer-
(a) 해석 지역의 지반 물성 및 불포화 특성과 선행 강우 및 현재 강우를 포함하는 강우 조건을 설정하는 단계;(a) establishing the ground properties and unsaturation characteristics of the interpretation area, the rainfall conditions including the preceding rainfall and the current rainfall;
(b) 1차원 침투 모델을 이용하여 최초 모관흡수력에 따른 정상상태 간극수압 분포를 결정하는 단계;(b) determining a steady-state pore water pressure distribution according to the initial capillary absorption force using a one-dimensional penetration model;
(c) 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 정상상태 간극수압 분포와 선행 강우 조건에 따른 사전 간극수압 분포를 결정하는 단계; 및(c) determining a pre-pore water pressure distribution according to the steady state pore water pressure distribution and the preceding rainfall conditions using the one-dimensional penetration model; And
(d) 상기 사전 간극수압 분포에 기초하여 사면 안전율을 평가하는 단계를 포함할 수 있다.(d) evaluating the slope safety factor based on the pre-pore water pressure distribution.
일 실시예에 따라, 상기 (d) 단계는,According to an embodiment, the step (d)
원호활동파괴 해석을 위해서, 2차원 침투 해석을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 간극수압 분포를 결정하고, 결정된 최종 간극수압 분포에 기초한 2차원 한계 평형 해석을 통해 사면 안전율을 평가하는 단계를 포함할 수 있다.In order to analyze the arc activity failure, the final pore water pressure distribution according to the pre-pore water pressure distribution and the current rainfall condition is determined using the two-dimensional penetration analysis, and the two-dimensional limit equilibrium analysis based on the final pore water pressure distribution determined, And a step of evaluating.
일 실시예에 따라, 상기 (d) 단계는,According to an embodiment, the step (d)
무한사면파괴 해석을 위해서, 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 습윤대 깊이를 결정하고, 최종 결정된 습윤대 깊이에 기초한 무한사면파괴 해석을 통해 사면 안전율을 평가하는 단계를 포함할 수 있다.For the analysis of infinite slope failure, the final pore pressure distribution according to the pre-pore pressure distribution and the current rainfall conditions is determined using the one-dimensional penetration model, and the slope safety rate is evaluated through infinite slope failure analysis based on the final determined wet- .
일 실시예에 따라, 상기 비탈면 해석 방법은According to one embodiment, the slope surface analysis method
(a1) 만약 현재 강우의 발생 시에 해석 지역의 현장 모관흡수력에 관한 계측 데이터들이 이용가능하면, 상기 계측 데이터들로부터 사전 간극수압 분포를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.(a1) determining the pre-pore water pressure distribution from the measurement data if measurement data on the on-site buoy absorption power of the analysis area is available at the time of occurrence of the current rainfall.
본 발명의 다른 측면에 따른 컴퓨터를 이용한 비탈면 해석 방법은According to another aspect of the present invention, there is provided a computer-
(a) 해석 지역의 지반 물성 및 불포화 특성과 선행 강우 및 현재 강우를 포함하는 강우 조건을 설정하는 단계;(a) establishing the ground properties and unsaturation characteristics of the interpretation area, the rainfall conditions including the preceding rainfall and the current rainfall;
(a1) 만약 현재 강우의 발생 시에 해석 지역의 현장 모관흡수력에 관한 계측 데이터들이 이용가능하면, 상기 계측 데이터들로부터 사전 간극수압 분포를 결정하는 단계;(a1) determining a pre-pore water pressure distribution from the metrology data if metrology data relating to the on-site buoy absorption power of the analysis area is available at the time of current rainfall;
(b) 만약 해석 지역의 현장 모관흡수력에 관한 계측 데이터들이 이용가능하지 않으면, 1차원 침투 모델을 이용하여 최초 모관흡수력에 따른 정상상태 간극수압 분포를 결정하는 단계;(b) determining a steady-state pore pressure distribution according to the initial capillary absorption force using a one-dimensional penetration model if metrology data on the in-situ capillary absorption capacity of the interpretation area is not available;
(c) 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 정상상태 간극수압 분포와 선행 강우 조건에 따른 사전 간극수압 분포를 결정하는 단계;(c) determining a pre-pore water pressure distribution according to the steady state pore water pressure distribution and the preceding rainfall conditions using the one-dimensional penetration model;
(d1) 원호활동파괴 해석을 위해서, 2차원 침투 해석을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 간극수압 분포를 결정하고, 결정된 최종 간극수압 분포에 기초한 2차원 한계 평형 해석을 통해 사면 안전율을 평가하는 단계; 및(d1) In order to analyze the arc activity failure, the final pore water pressure distribution according to the pre-pore water pressure distribution and the present rainfall condition is determined using the two-dimensional penetration analysis, and the two- dimensional limit equilibrium analysis based on the determined final pore water pressure distribution is performed Evaluating the slope safety factor; And
(d2) 무한사면파괴 해석을 위해서, 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 습윤대 깊이를 결정하고, 결정된 최종 습윤대 깊이에 기초한 무한사면파괴 해석을 통해 사면 안전율을 평가하는 단계를 포함할 수 있다.(d2) For the analysis of the infinite slope failure, the final pore pressure distribution according to the pre-pore pressure distribution and the current rainfall condition is determined using the one-dimensional penetration model, and the infinite slope failure analysis based on the determined final wet- And evaluating the safety factor.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 비탈면 해석 시스템은,According to another aspect of the present invention,
해석 지역의 지반 물성 및 불포화 특성과 선행 강우 및 현재 강우를 포함하는 강우 조건을 설정하는 초기 조건 설정부;An initial condition setting unit for setting the soil properties and unsaturation characteristics of the analysis area, the rainfall conditions including the preceding rainfall and the current rainfall;
1차원 침투 모델을 이용하여 최초 모관흡수력에 따른 정상상태 간극수압 분포를 결정하고, 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 정상상태 간극수압 분포와 선행 강우 조건에 따른 사전 간극수압 분포를 결정하는 선행 강우 영향 해석부; 및The first-order infiltration model is used to determine the steady state pore water pressure distribution according to the initial capillary absorption force, and the preceding pore water pressure distribution according to the steady state pore water pressure distribution and the preceding rainfall conditions using the one- An analyzing unit; And
상기 사전 간극수압 분포에 기초하여 사면 안전율을 평가하는 사면 안전율 평가부를 포함할 수 있다.And a slope safety evaluation unit for evaluating the slope safety factor based on the pre-pore water pressure distribution.
일 실시예에 따라, 상기 사면 안전율 평가부는According to one embodiment, the slope-aspect-safety-
원호활동파괴 해석을 위해서, 2차원 침투 해석을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 간극수압 분포를 결정하고, 결정된 최종 간극수압 분포에 기초한 2차원 한계 평형 해석을 통해 사면 안전율을 평가하도록 동작할 수 있다.In order to analyze the arc activity failure, the final pore water pressure distribution according to the pre-pore water pressure distribution and the current rainfall condition is determined using the two-dimensional penetration analysis, and the two-dimensional limit equilibrium analysis based on the final pore water pressure distribution determined, And the like.
일 실시예에 따라, 상기 사면 안전율 평가부는According to one embodiment, the slope-aspect-safety-
무한사면파괴 해석을 위해서, 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 습윤대 깊이를 결정하고, 결정된 최종 습윤대 깊이에 기초한 무한사면파괴 해석을 통해 사면 안전율을 평가하도록 동작할 수 있다.For the analysis of infinite slope failure, the final pore pressure distribution according to the pre-pore pressure distribution and the current rainfall condition is determined using the one-dimensional penetration model, and the slope safety rate is evaluated through infinite slope failure analysis based on the determined final wet- Lt; / RTI >
일 실시예에 따라, 상기 선행 강우 영향 분석부는, 만약 현재 강우의 발생 시에 해석 지역의 현장 모관흡수력에 관한 계측 데이터들이 이용가능하면, 상기 계측 데이터들로부터 사전 간극수압 분포를 결정하도록 동작할 수 있다.According to one embodiment, the preceding rainfall effect analysis unit may be operable to determine a pre-pore water pressure distribution from the metrology data, if metrology data on the on-site buoy absorption power of the analysis area is available at the time of current rainfall have.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 비탈면 해석 시스템은,According to another aspect of the present invention,
해석 지역의 지반 물성 및 불포화 특성과 선행 강우 및 현재 강우를 포함하는 강우 조건을 설정하는 초기 조건 설정부;An initial condition setting unit for setting the soil properties and unsaturation characteristics of the analysis area, the rainfall conditions including the preceding rainfall and the current rainfall;
만약 현재 강우의 발생 시에 해석 지역의 현장 모관흡수력에 관한 계측 데이터들이 이용가능하면, 상기 계측 데이터들로부터 사전 간극수압 분포를 결정하고, 그렇지 않으면 1차원 침투 모델을 이용하여 최초 모관흡수력에 따른 정상상태 간극수압 분포를 결정하고, 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 정상상태 간극수압 분포와 선행 강우 조건에 따른 사전 간극수압 분포를 결정하는 선행 강우 영향 분석부; 및If measurement data on the field capillary absorption capacity of the interpretation area is available at the time of the present rainfall, the pre-pore pressure distribution is determined from the metrology data, otherwise the first pore pressure distribution is determined using the first capillary absorption model A preceding rainfall influence analyzer for determining a state pore water pressure distribution and determining a pre-pore water pressure distribution according to the steady state pore water pressure distribution and the preceding rain water conditions using a one-dimensional penetration model; And
원호활동파괴 해석을 위해서는, 2차원 침투 해석을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 간극수압 분포를 결정하고, 결정된 최종 간극수압 분포에 기초한 2차원 한계 평형 해석을 통해 사면 안전율을 평가하며, 무한사면파괴 해석을 위해서는, 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 습윤대 깊이를 결정하고, 결정된 최종 습윤대 깊이에 기초한 무한사면파괴 해석을 통해 사면 안전율을 평가하는 사면 안전율 평가부를 포함할 수 있다.In order to analyze the arc activity failure, the final pore water pressure distribution according to the pre-pore water pressure distribution and the current rainfall condition is determined using the two-dimensional penetration analysis, and the two-dimensional limit equilibrium analysis based on the determined final pore water pressure distribution is used to calculate the slope safety rate For the infinite slope failure analysis, the final wet-to-depth according to the pre-pore water pressure distribution and the current rainfall conditions is determined using a one-dimensional penetration model, and an infinite slope failure analysis based on the determined final wet- And a slope safety evaluation unit for evaluating the safety factor.
본 발명의 비탈면 해석 방법 및 시스템에 따르면, 선행 강우 효과를 고려하여 비탈면의 안전성을 해석할 수 있다.According to the slope surface analysis method and system of the present invention, the safety of the slope surface can be analyzed in consideration of the preceding rainfall effect.
본 발명의 비탈면 해석 방법 및 시스템에 따르면, 선행 강우의 효과를 정확히 해석할 수 있도록 지반의 현장 모관흡수력을 이용할 수 있다.According to the slope surface analysis method and system of the present invention, it is possible to utilize the on-site masonry absorption power of the ground to accurately analyze the effect of the preceding rainfall.
본 발명의 비탈면 해석 방법 및 시스템에 따르면, 현장 모관흡수력 데이터가 산사태 해석 대상 지역에서 측정되는 경우에는 측정된 현장 모관흡수력 데이터를 이용하고, 그렇지 않은 경우에도 근사적으로 추정된 현장 모관흡수력 데이터를 이용할 수 있다.According to the slope surface analysis method and system of the present invention, when the on-site buoyancy absorption data is measured in a landslide analysis area, the measured on-site buoyancy absorption data is used, and if not, the approximate estimated on-site buoyancy absorption data is used .
본 발명의 비탈면 해석 방법 및 시스템에 따르면, 지반과 사면의 조건에 따라 원호 활동 파괴 해석과 무한 사면 해석을 선택적으로 수행할 수 있다.According to the slope surface analysis method and system of the present invention, it is possible to selectively perform the arc action failure analysis and the infinite slope analysis according to the conditions of the ground and slope.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 해석 방법을 예시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 해석 방법에서, 1차원 침투 모델을 이용하여 건조 지반의 정상상태 간극수압 분포를 결정하는 과정을 예시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 해석 방법에서, 1차원 침투 모델을 이용하여 선행 강우로 인한 사전 간극수압 분포를 결정하는 과정을 예시한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 해석 방법에서, 원호활동파괴 해석을 선택한 경우에, 산사태 유발 강우의 조건을 적용하면서 2차원 침투 해석하여 최종 간극수압 분포를 결정하는 과정을 예시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 해석 방법에서, 무한사면파괴 해석을 선택한 경우에, 1차원 침투 모델에 산사태 유발 강의 조건을 적용하여 최종 습윤대 깊이를 결정하는 과정을 예시한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 해석 시스템을 예시한 블록도이다.1 is a flowchart illustrating a slope surface analysis method according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view illustrating a process of determining a steady state pore water pressure distribution of a dry ground using a one-dimensional penetration model in a slope surface analysis method according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram illustrating a process of determining a pre-pore water pressure distribution due to preceding rainfall using a one-dimensional penetration model in a slope surface analysis method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a process of determining a final pore pressure distribution by performing a two-dimensional penetration analysis while applying the conditions of landslide-induced rainfall in the case of selecting the arc action failure analysis in the slope surface analysis method according to the embodiment of the present invention to be.
5 is a schematic diagram illustrating a process of determining the final wetness versus depth by applying a landslide-inducing steel condition to a one-dimensional penetration model in the case where infinite slope failure analysis is selected in the slope surface analysis method according to an embodiment of the present invention .
6 is a block diagram illustrating a slope surface analysis system according to an embodiment of the present invention.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 해석 방법을 예시한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a slope surface analysis method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 비탈면 해석 방법은 컴퓨터를 이용하여 수행되며, 다양한 지반수문학적 모델들에 기반하며, 예를 들어 유한 요소 해석법 또는 유한 차분 해석법 등의 수치 연산 방법론을 통해 구현될 수 있다.The slope surface analysis method of the present invention is performed using a computer and is based on various ground hydrologic models and can be implemented through a numerical calculation methodology such as a finite element analysis method or a finite difference analysis method.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 해석 방법은 컴퓨터가 해석 지역의 지반 물성 및 불포화 특성과 선행 강우 및 현재 강우를 포함하는 강우 조건을 설정하는 단계(S11)로부터 사전할 수 있다.First, the slope surface analysis method according to an exemplary embodiment of the present invention can be preliminarily determined from a step S11 of setting a rainfall condition including a ground property and an unsaturation characteristic of an analysis area, a preceding rainfall, and a current rainfall.
지반의 기본 물성은 예를 들어, 지층의 분포, 입도 분포, 함수비 밀도, 지반 강도 정수들 등의 물성을 포함할 수 있다.The basic physical properties of the ground can include physical properties such as distribution of strata, particle size distribution, water content density, and soil strength constants.
불포화 지반의 수리학적 특성은 현장 모관흡수력(In-Situ Matric Suction), 함수특성곡선(soil-water characteristic curve, SWCC), 지하수위, 불포화 투수계수 등을 포함할 수 있다.The hydraulic characteristics of the unsaturated soils can include in situ matric suction, soil-water characteristic curve (SWCC), groundwater level, and unsaturated permeability coefficient.
강우 조건은 확률강우량도, 선행 강우 패턴, 실시간 강우 패턴 등을 포함할 수 있다.The rainfall condition can include the probability rainfall amount, the preceding rainfall pattern, the real time rainfall pattern, and the like.
한편, 불포화 지반의 침투 해석은 비탈면 지반의 최초 모관흡수력 분포와, 선행 강우에 의한 모관흡수력의 변화를 알 필요가 있다. 최초 모관흡수력은 직접 지반의 모관흡수력을 측정함으로써 획득될 수도 있고, 또는 지하수위로부터 산출될 수도 있다.On the other hand, the penetration analysis of the unsaturated soil needs to know the distribution of the initial capillary absorption force of the slope ground and the change of the capillary absorption force due to the preceding rainfall. The initial capillary absorption force may be obtained by measuring the capillary absorption force of the ground directly, or may be calculated from the groundwater.
비탈면에 소정 간격 및 소정 깊이로, 예를 들어 흙의 풍화가 진행될 수 있는 깊이, 강우 시 발생할 수 있는 최종 습윤대 깊이 및 그 중간 깊이에 각각 장력계들이 설치되어 있으면 모관흡수력을 측정할 수 있다. 이렇게 장력계들이 설치되어 있는 지역에서는, 선행 강우가 있은 후에 산사태를 유발시킬 수 있는 후행하는 실시간 강우, 즉 현재 강우가 있을 때에, 측정된 모관흡수력이 사면파괴 안전율의 평가를 위해 곧바로 이용될 수 있을 것이다.The capillary absorption force can be measured at predetermined intervals and at a predetermined depth on the slope surface, for example, a depth at which weathering of the soil can proceed, a final wetness to depth that may occur at the time of rainfall, and a mid- In areas where tensile systems are installed, the following real-time rainfall, which can cause landslides after upcoming rainfall, that is, when there is current rainfall, measured capillary absorption can be used immediately to assess slope failure safety will be.
이에 따라, 선택적인 단계(S12)에서, 만약 현재 강우의 발생 시에 해석 지역의 현장 모관흡수력에 관한 계측 데이터들이 이용가능하면, 컴퓨터가 계측 데이터들로부터 사면파괴 안전율의 평가에 적용될 사전 간극수압 분포를 결정할 수 있다. 간극수압(pore-water pressure)은 예를 들어 물의 평형 방정식과 질량보존의 법칙에 의해 모관흡수력과 수리역학적(hydro-mechanical) 관계가 있음은 주지된 사실이므로, 모관흡수력으로부터 간극수압의 분포를 결정하는 구체적인 절차에 대한 설명은 생략한다.Accordingly, in the optional step S12, if metrology data relating to the on-site capillary absorption capacity of the interpretation area is available at the time of the present rainfall, the computer will calculate the pre- Can be determined. It is well known that the pore-water pressure has a hydro-mechanical relationship with, for example, the equilibrium equation of water and the law of conservation of mass. Therefore, the distribution of pore water pressure is determined from the capillary absorption force The detailed description of the procedure is omitted here.
한편 장력계들이 설치되지 않은 비탈면의 경우에도 본 발명의 비탈면 해석 방법에 따르면, 건조 상태의 지반에 선행 강우가 있고 나서 산사태를 유발시킬 수 있는 현재 강우가 오는 때의 사전 간극수압 분포를 다음의 단계들(S13 내지 S14)에서 결정할 수 있다.On the other hand, according to the slope surface analysis method of the present invention, even if the slope surface is not provided with tensiometers, the pre-pore pressure distribution at the time of the present rainfall, which causes the landslide after the preceding rainfall occurs in the dry ground, (S13 to S14).
만약 해석 지역의 현장 모관흡수력에 관한 계측 데이터들이 이용가능하지 않으면, 일단 단계(S13)에서, 1차원 침투 모델(1D seepage model)을 이용하여 최초 모관흡수력에 따른 정상상태 간극수압 분포를 결정할 수 있다.If metrological data related to the field capillary absorption capacity of the interpretation area is not available, the steady-state pore pressure distribution according to the initial capillary absorption force can be determined using the 1D seepage model once in step S13 .
1차원 침투 모델은 예를 들어 그린-앰트(Green-Ampt) 모델 또는 개선된 그린-앰트 모델, 그 밖에 이들과 등가의 지반수문학적 모델들을 이용할 수 있다.The one-dimensional penetration model can utilize, for example, a Green-Ampt model or an improved Green-Amt model, as well as equivalent ground hydrologic models.
강우 침투 모델은 지표를 통해 물이 흙 속으로 들어가는 물리적 과정을 수학적으로 모델링한 것이다. 불포화 토사의 경우에, 강우 침투는 함수량 조건, 간극수압, 투수계수 등에 따른 물의 재분포에 의해 결정된다. 함수비가 줄어들면 불화토 내에서 부(negative)의 간극수압이 작용하며 이에 따라 투수계수도 작아진다. 체적함수비는 최대와 최소 경계에서 모두 일정 값에 수렴하는 경향을 가지며, 흙은 고유의 체적함수비 변화량 값을 가진다.The rainfall infiltration model is a mathematical model of the physical process in which water enters the soil through the surface. In the case of unsaturated soil, precipitation penetration is determined by water redistribution according to water content conditions, pore water pressure and permeability coefficient. When the water content is reduced, a negative pore water pressure acts in the fluorite so that the permeability coefficient also decreases. The volumetric water content tends to converge to a constant value at both the maximum and minimum boundaries, and the soil has an inherent volumetric water content change value.
단계(S13)에서, 최초 모관흡수력은 건조 상태의 지반에서 나타나는 모관흡수력으로, 선행 강우가 있기 전에 비가 상당 기간 내리지 않아 건조한 지반의 모관흡수력을 의미한다.In step S13, the initial capillary absorption force is the capillary absorption force appearing in the dry ground, which means that the capillary absorption force of the dry ground is not lowered for a considerable period before the preceding rainfall occurs.
단계(S13)의 1차원 침투 해석을 설명하기 위해 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 해석 방법에서, 1차원 침투 모델을 이용하여 건조 지반의 정상상태 간극수압 분포를 결정하는 과정을 예시한 모식도이다.Referring to FIG. 2, to explain a one-dimensional penetration analysis of step S13, FIG. 2 illustrates a slope analysis method according to an embodiment of the present invention, in which a steady-state pore pressure distribution As shown in FIG.
도 2에서 1차원 침투 해석은, 이러한 최초 모관흡수력을 가진 지반을 기둥 형태로 즉 1차원적으로 모델링하고, 압력 수두(pressure head) 경계조건에 건조 상태의 최초 모관흡수력(-80kPa)을 각각 적용하여 정상상태(steady-state) 침투 해석을 수행하는 것이다. 이러한 단계(S13)의 해석을 비탈면의 모든 위치들에서 수행함으로써 정상상태 간극수압들이 산출됨에 따라, 비탈면의 정상상태 간극수압 분포가 결정된다.In FIG. 2, the one-dimensional penetration analysis is performed by modeling the ground having the initial capillary absorption force in a one-dimensional manner, and applying the initial capillary absorption force (-80 kPa) to the pressure head boundary condition To perform a steady-state penetration analysis. As the steady-state pore water pressures are calculated by performing the analysis of this step S13 at all positions of the slope surface, the steady-state pore pressure distribution of the slope surface is determined.
다음으로, 이렇게 건조 상태의 지반에 선행 강우가 있으면 간극수압 분포가 변화할 것인데, 이러한 변화를 분석하기 위해 다시 한번 1차원 침투 모델을 통해 간극수압 분포를 다시 연산할 수 있다.Next, if there is a preceding rainfall in the dry ground, the pore water pressure distribution will change. To analyze this change, the pore water pressure distribution can again be calculated through the one-dimensional penetration model.
이를 위해, 단계(S14)에서, 컴퓨터가, 다시 한번 1차원 침투 모델을 이용하여, 앞서 결정된 정상상태 간극수압 분포와 선행 강우 조건에 따라 천이 상태(transient state) 간극수압 분포를 다시 연산하며, 연산된 천이상태 간극수압 분포로써 사전 간극수압 분포를 결정할 수 있다.To this end, in step S14, the computer again computes the transient state pore pressure distribution according to the determined steady state pore pressure distribution and the preceding rainfall conditions using the one-dimensional penetration model again, The pre-pore water pressure distribution can be determined by the transition state pore water pressure distribution.
이를 위해 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 해석 방법에서, 1차원 침투 모델을 이용하여 선행 강우로 인한 사전 간극수압 분포를 결정하는 과정을 예시한 모식도이다.3 is a schematic diagram illustrating a process of determining a pre-pore water pressure distribution due to a preceding rainfall using a one-dimensional penetration model in a slope surface analysis method according to an embodiment of the present invention.
단계(S14)에서, 도 3에서 예시되듯, 앞서 계산한 정상상태 간극수압들을 초기값으로 하고, 지표면에 소정의 강우 발생을 경계 조건으로 하고 좌우측 경계선의 경계 조건은 절점 유동(Nodal Flux) 조건으로서 좌우층 경계를 통과하는 흐름이 없는 상태(no flow zone), 즉 Q=0인 상태로 설정하였다. 비탈면의 모든 위치들에서 현재 강우가 있기 직전의 천이상태 간극수압들을 연산하면, 비탈면의 해석을 하기 위한 사전 조건으로서 사전 간극수압 분포가 결정된다. In step S14, as shown in FIG. 3, the steady-state pore water pressures calculated as described above are set as initial values, predetermined rainfall occurrences are defined as boundary conditions, and boundary conditions of the left and right sides are defined as nodal flux conditions No flow zone through the left and right bed boundary, that is, Q = 0 was set. Computing the transient state pore water pressures just before the current rainfall at all positions on the slope surface determines the pre-pore water pressure distribution as a precondition for the analysis of the slope surface.
단계(S14)에서 해석적으로 획득되는 비탈면의 사전 간극수압 분포는 단계(S12)에서 계측에 의해 얻은 비탈면의 사전 간극수압 분포와 동등하게 다음 단계(S15 내지 S16)에서 이용될 수 있다.The pre-pore water pressure distribution of the slope obtained analytically in step S14 can be used in the next steps (S15 to S16) in the same manner as the pre-pore water pressure distribution of the slope surface obtained by measurement in step S12.
한편, 비탈면의 파괴 해석은 지반의 강도와 사면의 기하학적 조건에 따라 한계평형이론에 따른 몇 가지 해석 방법들을 이용하여 수행되는데, 대표적으로 원호활동파괴 해석과 무한사면파괴 해석이 있다. 균질한 사면이나 불연속이 없는 암석사면에 대해서는 원호활동면을 고려하는 원호활동파괴 해석이 적절하고, 사면이 지표면과 평행하게 활동(slide)할 경우에는 무한사면파괴 해석이 적절할 수 있다.On the other hand, fracture analysis of the slope surface is carried out by using several analysis methods according to the limit equilibrium theory according to the strength of the ground and the geometrical conditions of the slope. Typical examples are arc action failure analysis and infinite slope failure analysis. For rock slopes that have no homogeneous slopes or discontinuities, the analysis of the arc activity failure considering the arc activity plane is appropriate, and the analysis of infinite slope failure analysis may be appropriate when the slope is slid parallel to the ground surface.
단계(S15)에서, 컴퓨터가, 원호활동파괴 해석을 위해서, 2차원 침투 해석을 이용하여 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 간극수압 분포를 결정하고, 결정된 최종 간극수압 분포에 기초한 2차원 한계 평형 해석을 통해 사면 안전율을 평가할 수 있다.In step S15, the computer determines a final pore water pressure distribution according to the pre-pore water pressure distribution and the present rainfall condition using the two-dimensional penetration analysis, and calculates the final pore water pressure distribution based on the determined final pore water pressure distribution, The slope stability can be assessed through limit equilibrium analysis.
단계(S15)의 2차원 침투 해석을 예시하기 위해 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 해석 방법에서, 원호활동파괴 해석을 선택한 경우에, 산사태 유발 강우의 조건을 적용하면서 2차원 침투 해석하여 최종 간극수압 분포를 결정하는 과정을 예시한 모식도이다.Referring to FIG. 4 to illustrate the two-dimensional penetration analysis of step S15, FIG. 4 shows the results of the landslide-induced rainfall analysis when the arc activity failure analysis is selected in the slope surface analysis method according to an embodiment of the present invention. And a final pore pressure distribution is determined by performing a two-dimensional penetration analysis while applying the present invention.
도 4에서, 사면의 수직 단면의 2차원 영역에 관하여, 앞서 산출된 사전 간극수압 분포를 초기값으로 하고 산사태를 유발할 위험이 있는 현재 강우 조건을 적용하면서 2차원 침투 해석을 수행함에 따라, 사면의 수직 단면에 관한 최종 간극수압 분포가 결정된다. 2차원 침투 해석은 예를 들어 SEEP/W와 같은 상용 유한 요소 해석 프로그램을 이용하여 수행될 수 있다.In FIG. 4, regarding the two-dimensional area of the vertical section of the slope, the two-dimensional penetration analysis is performed while applying the present preliminary pore pressure distribution calculated as the initial value and applying the current rainfall condition that may cause landslides, The final pore pressure distribution for the vertical section is determined. The two-dimensional penetration analysis can be performed using a commercially available finite element analysis program, for example, SEEP / W.
결정된 최종 간극수압 분포는 2차원 한계 평형 해석을 통해 사면 안전율의 평가에 이용된다.The determined final pore water pressure distribution is used to evaluate slope stability through two - dimensional boundary equilibrium analysis.
사면 안전율은 전단강도/전단응력으로 정의되며, 어떤 파괴면에서 안전율이 1보다 크면 전단 강도가 전단 응력보다 강하여 파괴가 일어나지 않는다는, 즉 산사태가 일어나지 않음을 의미하고, 반대로 어떤 파괴면에서 안전율이 1보다 작으면 전단 강도가 전단 응력보다 약하여 파괴가 일어남을, 그 파괴면에서 산사태가 일어날 것임을 의미한다.The slope safety factor is defined as the shear strength / shear stress. If the safety factor is greater than 1 on any fracture surface, it means that the shear strength is stronger than the shear stress so that no fracture occurs, that is, landslide does not occur. On the contrary, , It means that the shear strength is weaker than the shear stress and the fracture occurs and the landslide will occur on the fracture surface.
만약 모든 평가 지점에서 사면 안전율이 1보다 크면 해당 비탈면은 안정적이고 산사태는 일어나지 않을 것이다. 반면에 사면 안전율이 1보다 작은 지점이 있으면 비탈면은 그 지점에서 산사태를 일으킬 것이라고 예측될 수 있다.If slope stability is greater than 1 at all assessment points, the slope will be stable and landslides will not occur. On the other hand, if the slope safety factor is less than 1, the slope can be predicted to cause landslides at that point.
한편, 비탈면이 무한사면파괴 해석에 적합하다면, 단계(S16)에서, 컴퓨터가, 무한사면파괴 해석을 위해서, 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 습윤대 깊이를 결정하고, 결정된 최종 습윤대 깊이에 기초한 무한사면파괴 해석을 통해 사면 안전율을 평가할 수 있다.On the other hand, if the slope surface is suitable for the infinite slope failure analysis, then in step S16, the computer calculates the final wetness versus depth according to the pre-pore pressure distribution and the current rainfall conditions using the one- , And the slope safety rate can be evaluated through an infinite slope failure analysis based on the determined final wetness versus depth.
단계(S16)의 1차원 침투 모델을 예시하기 위해 도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 해석 방법에서, 무한사면파괴 해석을 선택한 경우에, 1차원 침투 모델에 산사태 유발 강의 조건을 적용하여 최종 습윤대 깊이를 결정하는 과정을 예시한 모식도이다.Referring to FIG. 5 to illustrate the one-dimensional penetration model of step S16, FIG. 5 illustrates a case where the infiltration slope failure analysis is selected in the slope surface analysis method according to an embodiment of the present invention, Is a schematic diagram illustrating a process of determining the final wetness versus depth by applying the conditions of the induced steel.
도 5에서, 앞서 산출된 사전 간극수압 분포를 가지는 지반을 기둥 형태로 즉 1차원적으로 모델링하고, 산사태를 유발할 위험이 있는 현재 강우 조건을 적용하면서 1차원 침투 해석을 수행함에 따라, 각 기둥에서 최종적으로 최종 습윤대 깊이가 결정될 수 있다.In FIG. 5, the ground having the previously calculated pore pressure distribution is modeled in a columnar form, i.e., one-dimensionally, and the one-dimensional penetration analysis is performed while applying the present rainfall condition with the risk of causing landslide, Finally, the final wetness versus depth can be determined.
결정된 최종 습윤대 깊이는 2차원 한계 평형 해석을 통해 사면 안전율의 평가에 이용된다.The determined final wetness versus depth is used for the evaluation of the slope safety rate through the two-dimensional limit equilibrium analysis.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비탈면 해석 시스템을 예시한 블록도이다.6 is a block diagram illustrating a slope surface analysis system according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 비탈면 해석 시스템(60)은 초기 조건 설정부(61), 선행 강우 영향 해석부(62) 및 사면 안전율 평가부(63)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the slope surface analysis system 60 may include an initial
초기 조건 설정부(61)는 해석 지역의 지반 물성 및 불포화 특성과 선행 강우 및 현재 강우를 포함하는 강우 조건을 설정할 수 있다.The initial
선행 강우 영향 해석부(62)는 만약 현재 강우의 발생 시에 해석 지역의 현장 모관흡수력에 관한 계측 데이터들이 이용가능하면, 상기 계측 데이터들로부터 사전 간극수압 분포를 결정하고, 그렇지 않으면 1차원 침투 모델을 이용하여 최초 모관흡수력에 따른 정상상태 간극수압 분포를 결정하며, 1차원 침투 모델을 이용하여 정상상태 간극수압 분포와 선행 강우 조건에 따른 사전 간극수압 분포를 결정할 수 있다.The preceding rainfall
사면 안전율 평가부(63)는 원호활동파괴 해석 유닛(631) 및 무한사면파괴 해석 유닛(632)을 포함할 수 있다.The slope safety factor evaluation unit 63 may include an arc activity failure analysis unit 631 and an endless slope failure analysis unit 632. [
원호활동파괴 해석 유닛(631)은, 원호활동파괴 해석을 위해, 2차원 침투 해석을 이용하여 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 간극수압 분포를 결정하고, 결정된 최종 간극수압 분포에 기초한 2차원 한계 평형 해석을 통해 사면 안전율을 평가할 수 있다.The arc activity failure analysis unit 631 determines the final pore water pressure distribution according to the pre-pore water pressure distribution and the current rain condition using the two-dimensional penetration analysis for the analysis of the arc action failure, and calculates the final pore water pressure distribution based on the determined final pore water pressure distribution The slope safety rate can be evaluated through the analysis of the dimensional limit equilibrium.
무한사면파괴 해석 유닛(632)은, 무한사면파괴 해석을 위해, 1차원 침투 모델을 이용하여 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 습윤대 깊이를 결정하고, 결정된 최종 습윤대 깊이에 기초한 무한사면파괴 해석을 통해 사면 안전율을 평가할 수 있다.The infinite slope failure analysis unit 632 uses the one-dimensional infiltration model to determine the final wetting-to-depth according to the pre-pore pressure distribution and the current rainfall conditions for infinite slope failure analysis, Slope failure analysis can be used to evaluate slope stability.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. It will be understood that variations and specific embodiments which may occur to those skilled in the art are included within the scope of the present invention.
또한, 본 발명에 따른 장치는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, 광학 디스크, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 비휘발성 메모리 등을 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Further, the apparatus according to the present invention can be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the recording medium include ROM, RAM, optical disk, magnetic tape, floppy disk, hard disk, nonvolatile memory and the like. The computer-readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.
60 비탈면 해석 시스템
61 초기 조건 설정부
62 선행 강우 영향 해석부
63 사면 안전율 평가부
631 원호활동파괴 해석 유닛
632 무한사면파괴 해석 유닛60 slope analysis system
61 Initial condition setting section
62 Preceding Precipitation Analysis
63 Slope Safety Evaluation Unit
631 Circular action fracture analysis unit
632 Infinite Slope Failure Analysis Unit
Claims (11)
(a) 해석 지역의 지반 물성 및 불포화 특성과 선행 강우 및 현재 강우를 포함하는 강우 조건을 설정하는 단계;
(b) 1차원 침투 모델을 이용하여 최초 모관흡수력에 따른 정상상태 간극수압 분포를 결정하는 단계;
(c) 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 정상상태 간극수압 분포와 선행 강우 조건에 따른 사전 간극수압 분포를 결정하는 단계; 및
(d) 상기 사전 간극수압 분포에 기초하여 사면 안전율을 평가하는 단계를 포함하는 비탈면 해석 방법.A computer-assisted slope surface analysis method,
(a) establishing the ground properties and unsaturation characteristics of the interpretation area, the rainfall conditions including the preceding rainfall and the current rainfall;
(b) determining a steady-state pore water pressure distribution according to the initial capillary absorption force using a one-dimensional penetration model;
(c) determining a pre-pore water pressure distribution according to the steady state pore water pressure distribution and the preceding rainfall conditions using the one-dimensional penetration model; And
(d) evaluating the slope safety factor based on the pre-pore water pressure distribution.
원호활동파괴 해석을 위해서, 2차원 침투 해석을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 간극수압 분포를 결정하고, 결정된 최종 간극수압 분포에 기초한 2차원 한계 평형 해석을 통해 사면 안전율을 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비탈면 해석 방법.The method of claim 1, wherein step (d)
In order to analyze the arc activity failure, the final pore water pressure distribution according to the pre-pore water pressure distribution and the current rainfall condition is determined using the two-dimensional penetration analysis, and the two-dimensional limit equilibrium analysis based on the final pore water pressure distribution determined, And evaluating the slope of the slope.
무한사면파괴 해석을 위해서, 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 습윤대 깊이를 결정하고, 최종 결정된 습윤대 깊이에 기초한 무한사면파괴 해석을 통해 사면 안전율을 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비탈면 해석 방법.The method of claim 1, wherein step (d)
For the analysis of infinite slope failure, the final pore pressure distribution according to the pre-pore pressure distribution and the current rainfall conditions is determined using the one-dimensional penetration model, and the slope safety rate is evaluated through infinite slope failure analysis based on the final determined wet- The slope angle of the inclined surface is set to be equal to or greater than the predetermined angle.
(a1) 만약 현재 강우의 발생 시에 해석 지역의 현장 모관흡수력에 관한 계측 데이터들이 이용가능하면, 상기 계측 데이터들로부터 사전 간극수압 분포를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비탈면 해석 방법.The method according to claim 1,
(a1) determining a pre-pore pressure distribution from the metrology data if metrology data relating to the on-site buoy absorption power of the analysis area is available at the time of occurrence of the current precipitation.
(a) 해석 지역의 지반 물성 및 불포화 특성과 선행 강우 및 현재 강우를 포함하는 강우 조건을 설정하는 단계;
(a1) 만약 현재 강우의 발생 시에 해석 지역의 현장 모관흡수력에 관한 계측 데이터들이 이용가능하면, 상기 계측 데이터들로부터 사전 간극수압 분포를 결정하는 단계;
(b) 만약 해석 지역의 현장 모관흡수력에 관한 계측 데이터들이 이용가능하지 않으면, 1차원 침투 모델을 이용하여 최초 모관흡수력에 따른 정상상태 간극수압 분포를 결정하는 단계;
(c) 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 정상상태 간극수압 분포와 선행 강우 조건에 따른 사전 간극수압 분포를 결정하는 단계;
(d1) 원호활동파괴 해석을 위해서, 2차원 침투 해석을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 간극수압 분포를 결정하고, 결정된 최종 간극수압 분포에 기초한 2차원 한계 평형 해석을 통해 사면 안전율을 평가하는 단계; 및
(d2) 무한사면파괴 해석을 위해서, 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 습윤대 깊이를 결정하고, 결정된 최종 습윤대 깊이에 기초한 무한사면파괴 해석을 통해 사면 안전율을 평가하는 단계를 포함하는 비탈면 해석 방법.A computer-assisted slope surface analysis method,
(a) establishing the ground properties and unsaturation characteristics of the interpretation area, the rainfall conditions including the preceding rainfall and the current rainfall;
(a1) determining a pre-pore water pressure distribution from the metrology data if metrology data relating to the on-site buoy absorption power of the analysis area is available at the time of current rainfall;
(b) determining a steady-state pore pressure distribution according to the initial capillary absorption force using a one-dimensional penetration model if metrology data on the in-situ capillary absorption capacity of the interpretation area is not available;
(c) determining a pre-pore water pressure distribution according to the steady state pore water pressure distribution and the preceding rainfall conditions using the one-dimensional penetration model;
(d1) In order to analyze the arc activity failure, the final pore water pressure distribution according to the pre-pore water pressure distribution and the present rainfall condition is determined using the two-dimensional penetration analysis, and the two- dimensional limit equilibrium analysis based on the determined final pore water pressure distribution is performed Evaluating the slope safety factor; And
(d2) For the analysis of the infinite slope failure, the final pore pressure distribution according to the pre-pore pressure distribution and the current rainfall condition is determined using the one-dimensional penetration model, and the infinite slope failure analysis based on the determined final wet- And evaluating the safety factor.
1차원 침투 모델을 이용하여 최초 모관흡수력에 따른 정상상태 간극수압 분포를 결정하고, 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 정상상태 간극수압 분포와 선행 강우 조건에 따른 사전 간극수압 분포를 결정하는 선행 강우 영향 해석부; 및
상기 사전 간극수압 분포에 기초하여 사면 안전율을 평가하는 사면 안전율 평가부를 포함하는 비탈면 해석 시스템.An initial condition setting unit for setting the soil properties and unsaturation characteristics of the analysis area, the rainfall conditions including the preceding rainfall and the current rainfall;
The first-order infiltration model is used to determine the steady state pore water pressure distribution according to the initial capillary absorption force, and the preceding pore water pressure distribution according to the steady state pore water pressure distribution and the preceding rainfall conditions using the one- An analyzing unit; And
And a slope safety evaluation unit for evaluating the slope safety factor based on the pre-pore water pressure distribution.
원호활동파괴 해석을 위해서, 2차원 침투 해석을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 간극수압 분포를 결정하고, 결정된 최종 간극수압 분포에 기초한 2차원 한계 평형 해석을 통해 사면 안전율을 평가하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 비탈면 해석 시스템.The slope safety evaluation apparatus according to claim 7,
In order to analyze the arc activity failure, the final pore water pressure distribution according to the pre-pore water pressure distribution and the current rainfall condition is determined using the two-dimensional penetration analysis, and the two-dimensional limit equilibrium analysis based on the final pore water pressure distribution determined, The slope analysis system comprising:
무한사면파괴 해석을 위해서, 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 습윤대 깊이를 결정하고, 결정된 최종 습윤대 깊이에 기초한 무한사면파괴 해석을 통해 사면 안전율을 평가하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 비탈면 해석 시스템.The slope safety evaluation apparatus according to claim 7,
For the analysis of infinite slope failure, the final pore pressure distribution according to the pre-pore pressure distribution and the current rainfall condition is determined using the one-dimensional penetration model, and the slope safety rate is evaluated through infinite slope failure analysis based on the determined final wet- The slant surface analysis system comprising:
상기 선행 강우 영향 분석부는, 만약 현재 강우의 발생 시에 해석 지역의 현장 모관흡수력에 관한 계측 데이터들이 이용가능하면, 상기 계측 데이터들로부터 사전 간극수압 분포를 결정하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 비탈면 해석 시스템.The method of claim 7,
Wherein the preceding rainfall influence analyzer is operable to determine a pre-pore pressure distribution from the metrology data if metrology data relating to the on- .
만약 현재 강우의 발생 시에 해석 지역의 현장 모관흡수력에 관한 계측 데이터들이 이용가능하면, 상기 계측 데이터들로부터 사전 간극수압 분포를 결정하고, 그렇지 않으면 1차원 침투 모델을 이용하여 최초 모관흡수력에 따른 정상상태 간극수압 분포를 결정하고, 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 정상상태 간극수압 분포와 선행 강우 조건에 따른 사전 간극수압 분포를 결정하는 선행 강우 영향 분석부; 및
원호활동파괴 해석을 위해서는, 2차원 침투 해석을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 간극수압 분포를 결정하고, 결정된 최종 간극수압 분포에 기초한 2차원 한계 평형 해석을 통해 사면 안전율을 평가하며, 무한사면파괴 해석을 위해서는, 1차원 침투 모델을 이용하여 상기 사전 간극수압 분포와 현재 강우 조건에 따른 최종 습윤대 깊이를 결정하고, 결정된 최종 습윤대 깊이에 기초한 무한사면파괴 해석을 통해 사면 안전율을 평가하는 사면 안전율 평가부를 포함하는 비탈면 해석 시스템.An initial condition setting unit for setting the soil properties and unsaturation characteristics of the analysis area, the rainfall conditions including the preceding rainfall and the current rainfall;
If the measurement data on the field capillary absorption capacity of the analysis area is available at the time of the present rainfall, a pre-pore pressure distribution is determined from the metrology data, otherwise, the first capillary absorption model A preceding rainfall influence analyzer for determining a state pore water pressure distribution and determining a pre-pore water pressure distribution according to the steady state pore water pressure distribution and the preceding rain water conditions using a one-dimensional penetration model; And
In order to analyze the arc activity failure, the final pore water pressure distribution according to the pre-pore water pressure distribution and the current rainfall condition is determined using the two-dimensional penetration analysis, and the two-dimensional limit equilibrium analysis based on the determined final pore water pressure distribution is used to calculate the slope safety rate For the infinite slope failure analysis, the final wet-to-depth according to the pre-pore water pressure distribution and the current rainfall conditions is determined using a one-dimensional penetration model, and an infinite slope failure analysis based on the determined final wet- A slope surface analysis system including a slope safety evaluation unit for evaluating a safety factor.
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2014
- 2014-12-05 KR KR1020140174098A patent/KR101547070B1/en active IP Right Grant
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