사면의 기하학적 증폭특성을 고려한 지진시 산사태 예측기술개발 Ⅱ : 서울지역 지진시 산사태 재해도 작성

이준용,한진태,백용,박두희,이종후,박인준,Lee. Joonyong,Han. Jin-Tae,Baek. Yong,Park. Duhee,Lee. Jonghoo,Park. Inn-Joon 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.5

지진시 사면구조물의 거동을 해석하여 안정성을 확보하는 것은 지진대책마련에 있어 매우 중요하다. 특히, 산악지대가 많은 우리나라의 경우 중요 사면구조물의 내진안정성 확보는 사회구성원의 안전을 위해 매우 중요한 의미를 지니고 있지만 아직까지 이에 대한 체계적인 연구가 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내 지진시 산사태 재해도 작성에 대한 이론적 정립 및 이를 국내 산지에 적용하기 위하여 다양한 지진 유발 산사태 발생요인을 고려한 GIS 기반의 지진시 산사태 재해도를 작성하였다. 서울의 한 지역을 연구 대상지역으로 설정하였으며, 사면의 기하학적 특성을 고려하여 도출된 지진증폭계수를 활용하여, 지진시 동적안전율 및 동적변위에 대한 지진시 산사태 재해도를 작성하였다. Seismically triggered landslides are one of the most damaging hazards associated with earthquakes, especially in Korea including many mountain areas. They can not only cause the damage to lives and structures directly, but also cease the operation of the whole social systems by making the roads and/or lifelines useless. Therefore, the systematic research on factors affecting the slope stability for earthquake and evaluation method of slope stability considering earthquake induced factors should be needed. In this paper, in order to visualize the hazard of the landslide by earthquakes, study area is selected for a mountain of Seoul, and hazard maps using GIS have been used. The displacement by earthquake is evaluated by Newmarkís method and the factor of safety is calculated based on the concept of the limit equilibrium method and pseudo-static analysis by using amplification factor obtained from geometrical characteristics of slope.

포화도 및 점착력 변화에 따른 지진시 산사태 위험도 분석

이준용,한진태,Lee, Joonyong,Han, Jin-Tae 대한토목학회 2015 대한토목학회논문집 Vol.35 No.3

지진이 발생할 경우 산사태로 인한 피해는 지진으로 인한 전체 피해 중 상당 부분을 차지하고 있으며, 지진시 산사태는 인명 및 구조물에 직접적인 피해를 유발할 뿐만 아니라, 도로, 산업 기간망 등의 기능을 상실하게 하여 사회 시스템을 마비시킨다. 따라서, 지진에 대한 사면의 재해 위험을 평가하여 대비책을 수립하는 것은 매우 중요한 일이며, 이를 위해서는 국내 여건에 알맞은 재해위험 평가 방법을 정립하는 것이 무엇보다도 중요하다고 할 수 있다. 하지만, 현재 국내에서 진행하고 있는 사면의 재해위험 평가는 많은 지반 정보를 추정하거나 가정하여 사용하고 있어 불확실성을 내포하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 GIS 기법을 이용하여 등가정적안전율 및 변위에 대한 지진시 산사태 위험도 작성시 결과에 가장 큰 영향을 주는 포화도와 점착력 등 지반 정보의 변화에 따라 산사태 위험도에 미치는 영향을 검토하였다. 본 연구에 따르면, 포화도가 증가하고 점착력이 감소할수록 등가정적안전율 및 변위에 관한 위험지역이 증가하는 것을 확인하였으며, 정확한 산사태 위험도 작성을 위해서는 연구대상지역 전체를 대표할 수 있는 정확한 지반 조사 자료의 확보가 선행적으로 수행되어져야 될 것으로 판단된다. Damage of landslide due to earthquake covers a considerable part of total damage due to earthquake. Landslide due to earthquake affects direct damage of human lives and structures, and social system can be paralyzed by losing functions of roads, basic industries, and so on. Therefore, systematic and specialized research examining the factors affecting the slope stability by earthquakes should be needed. However, method of evaluation of slope stability problems due to earthquake contains somewhat uncertainty since many soil properties are predicted or assumed. In this study, influences of change of soil properties such as degree of saturation and cohesion value are analyzed in factor of safety and displacement using seismic landslide hazard maps based on GIS. As the degree of saturation increases or cohesion decreases, it is found that seismic landslide hazard area marked with factors of safety or displacements tends to increase. Therefore, to draw more exact landslide hazard map during earthquake, it is necessary to obtain accurate soil property information preferentially from site investigation data in the field.

역해석기법을 이용한 불포화토 투수계수함수 산정에 관한 연구

이준용,한진태,Lee, Joonyong,Han, Jin-Tae 한국농공학회 2013 한국농공학회논문집 Vol.55 No.4

Unsaturated hydraulic conductivity function is one of key parameters to solve the flow phenomena in problems of landslide. Prediction models for hydraulic conductivity function related to soil-water retention curve equations in many geotechnical applications have been still used instead of direct measurement of the hydraulic conductivity function since prediction models from soil-water retention curve equations are attractive for their fast and easy use and low cost. However, many researchers found that prediction models for the hydraulic conductivity function can not predict the hydraulic conductivity exactly in comparison with experimental outputs. This research introduced an inverse analysis to evaluate the hydraulic conductivity function corresponding to experimental output from the flow pump system. Optimisation process was carried out to obtain the hydraulic conductivity function. This research showed that the inverse analysis with flow pump system was suitable to assess the hydraulic conductivity in unsaturated soil, and the prediction models for the hydraulic conductivity were led to the significant discrepancy from actual experimental outputs.

동결된 화강풍화토와 알루미늄판 접촉면에서 발현되는 동착강도 측정 연구

이준용(Joonyong Lee),김영석(Youngseok Kim),최창호(Changho Choi) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회논문집 Vol.14 No.12

비동결된 지반에서의 말뚝기초 지지력은 주면마찰력과 선단지지력에 의해 지배되는 것과 달리 동토지역에서의 말뚝기초 지지력은 일반적으로 주면마찰력에 의해 지배된다. 동토지역에서 말뚝기초와 동결토 사이 접촉면에서 발현하는 주면마찰력은 동착강도로 정의하며, 동착강도는 동토지역 말뚝기초의 설계 지배정수로 알려져 있다. 동토지역에서 말뚝기초의 지지력을 지배하는 설계정수인 동착강도 특성을 분석하기 위하여 지난 50여 년 동안 많은 연구가 수행되었으며, 현재에도 활발히 연구가 수행 중에 있다. 하지만 동착강도의 경우 토사의 물성특성, 말뚝표면의 거칠기 및 외부적인 시험조건에 의하여 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있어 현재까지 진행된 많은 연구들은 제한된 영향인자를 고려하여 수행되었다. 본 연구에서는 동결온도 및 수직응력 조건에 따른 동착강도 특성을 분석하기 위하여 대형 냉동챔버 내에서 직접전단시험을 수행하였으며, 시험결과를 바탕으로 기존에 동일한 조건으로 측정된 동결토 전단강도와 상관관계를 분석하였다. 또한, 향후 동결토 전단강도를 활용하여 동착강도를 추정할 수 있는 동착강도 비례계수를 산정하였으며, 기존 연구와의 비교분석을 통하여 기존 계수에 대한 문제점을 고찰하였다. Bearing capacity of pile is governed by only skin friction in frozen ground condition, while it is generally governed both by skin friction and end bearing capacity in typically unfrozen ground condition. Skin friction force, which arises from the interaction between pile and frozen soils, is defined as adfreeze bond strength, and adfreeze bond strength is one of the most important key parameters for design of pile in frozen soils. Many studies have been carried out in order to analyze adfreeze bond strength characteristics over the last fifty years. However, many studies for adfreeze bond strength have been conducted with limited circumstances, since adfreeze bond strength is sensitively affected by various influence factors such as intrinsic material properties, pile surface roughness, and externally imposed testing conditions. In this study, direct shear test is carried out inside of large-scaled freezing chamber in order to analyze the adfreeze bond strength characteristics with varying freezing temperature and normal stress. Also, the relationship between adfreeze bond strength and shear strength of the frozen soil obtained from previous study was analyzed. The coefficient of adfreeze bond strength was evaluated in order to predict adfreeze bond strength based on shear strength, and coefficients suggested from this and previous studies were compared.

흡입력 조절 기법을 이용한 함수특성곡선 측정에 관한 연구

이준용(Lee, Joonyong) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.11

불포화토 역학에 있어 흐름특성에 대한 규명은 지반공학적 문제들을 해결하는데 있어 매우 중요하다. 특히, 불포화토의 흐름특성을 모사하기 위한 첫 걸음이 되는 함수특성곡선의 측정을 위해서는 측정자의 오류를 최소화할 수 있는 신뢰성있고 편리한 기법이 필수적으로 요구되어진다. 플로우 펌프 시스템을 포함하여 현재까지 많은 연구자 들은 함수특성곡선을 측정할 수 있는 다양한 기법들을 개발하였다. 본 연구에서는 기존에 제안되어진 플로우 펌프 시스템을 활용한 흡입력 조절 기법을 이용하여 건조과정과 습윤과정에서 정확하게 실험 공시체의 함수특성곡선을 측 정하였다. 플로우 펌프 시스템을 활용한 흡입력 조절 기법을 통하여 두 가지 시료의 함수특성곡선을 산정하였으며, 실험 결과를 바탕으로 흡입력 조절 기법은 현장 조건에 맞는 조건들을 실내에서 구현할 수 있으며 또한 건조과정과 습윤과정에서 발생하는 함수특성곡선의 이력현상을 규명하는데 적절한 장비인 것을 확인하였다. 특히, 플로우 펌프 시스템을 활용한 흡입력 조절 기법은 자동화된 장비와 정밀도로 인하여 높은 정확도를 이끌어낼 수 있어 측정오차를 줄임과 동시에 측정시간을 절약하여 함수특성곡선을 측정할 수 있다. Determination of the soil-water characteristic curve is one of the most important things to solve geotechnical engineering problems. Expecially, convenient and reliable method to measure the soil-water characteristic curve during drying and wetting cycles is required with lower labor input, more independence from operator experience, and shorter testing time than other available methods. Many measurement methods including the flow pump system have been developed to characterize the soil-water characteristic curve for the several decades. This study measured the soil-water characteristic curve during drying and wetting cycles using a suction control technique with the flow pump system. Two test materials were used for determination of the soil-water characteristic curve, and it is concluded that suction control technique is suitable for determination of the soil-water characteristic curve and characterization of the hydraulic hysteresis with varying test conditions. Especially, the suction control technique can reduce error of measurement and save time in measuring the soil-water characteristic curve due to automated system and high degree of precision.

동결온도 조건에서의 화강풍화토 전단강도 특성에 관한 연구

이준용(Joonyong Lee),최창호(Changho Choi) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회논문집 Vol.14 No.7

동토지역에서 지반의 역학적인 특징은 기존 토질역학이론과 다르기 때문에 동토지반 내 응력분포와 파괴조건을 묘사하기 위하여 기존 토질역학을 동토에 적용하는 것은 효과적이지 못하거나 적합하지 않다고 할 수 있다. 따라서, 동토지역에서 구조물의 설계 및 시공을 위해서는 동토역학에 관한 기술 자료의 수집 및 분석, 그리고 체계적이고 전문화된 연구가 필수적으로 요구된다. 극한지에서 나타나는 영구동토지역은 계절에 따라 활동층이 동결·융해를 반복하게 되며, 이에 따라 구조물에 영향을 끼치는 하중조건 또한 변화된다. 특히, 동토의 역학적인 성질들은 온도, 함수비, 입도분포, 상대밀도, 하중을 가하는 속도에 따라 민감하게 반응하기 때문에 동토지역 구조물 설계 및 시공에 있어 다양한 조건에 따른 동토의 역학적인 특징들을 신뢰성 있게 분석할 수 있는 방법이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 동토의 전단강도 특성을 분석하기 위하여 영하 30도에서 작동 가능한 직접전단시험장비와 대형 냉동 챔버를 활용하였으며, 동결온도, 수직응력, 함수비 및 상대밀도를 달리하여 화강풍화토의 전단강도 특성을 분석하였다. 본 연구에 따르면 수직응력, 함수비 및 상대밀도는 동결온도 조건하에서 화강풍화토의 전단강도 특성에 영향을 끼치는 것으로 나타났다. Analysis via classical soil mechanics theory is either ineffective or inappropriate for fully describing stress distribution or failure conditions in cold regions, since mechanical properties of soils in cold regions are different from those reported in the classical soil mechanics theory. Therefore, collecting and analyzing technical data, and systematic and specialized research for cold regions are required for design and construction of the structure in cold regions. Freezing and thawing repeat in active layer of permafrost region, and a loading condition affecting the structure changes. Therefore, the reliable analysis of mechanical properties of frozen soils according to various conditions is prerequisite for design and construction of the structure in cold regions, since mechanical properties of frozen soils are sensitive to temperature condition, water content, grain size, relative density, and loading rate. In this research, the direct shear apparatus which operates at 30 degrees below zero and large-scaled low temperature chamber are used for evaluating shear strength characteristics of frozen soils. Weathered granite soil is used to analyzed the shear strength characteristics with varying freezing temperature condition, vertical confining pressure, relative density, and water content. This research shows that the shear strength of weathered granite soil is sensitively affected by various conditions such as freezing temperature conditions, normal stresses, relative densities, and water contents.

동결온도조건 및 수직구속응력에 따른 동결토의 전단강도 변화에 관한 연구

이준용(Lee, Joonyong),최창호(Choi, Changho) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.11

동토지반의 기초구조물을 설계하는데 있어 기초의 안정성을 지배하는 설계정수인 동결토의 전단강도 및 동착강도를 측정하기 위하여 지난 50여 년 동안 많은 연구가 수행되어 오고 있다. 하지만, 아직까지 동결토의 전단강도 특성에 관한 많은 연구들은 토사 종류, 수직구속응력, 동결온도조건 등 여러 가지 영향인자 중 제한된 영향인자의 변화를 통해 수행되어 왔다. 동결토는 일반 토질과는 달리 토립자, 물, 공기뿐만 아니라 얼음을 포함한 4상으로 구성되어 있으며, 동토의 역학적인 성질의 변화는 일반적으로 온도, 수직구속응력, 동토의 구성물질에 따라 영향을 받는다. 이와 같은 동결토의 전단강도 특성을 측정하기 위하여 영하 30도의 저온환경에서도 동작이 가능하도록 설계된 동결토 직접전단시험기를 활용하였으며, 동토지역의 저온환경을 모사하기 위하여 대형 냉동챔버 내에 직접전단시험기를 설치하였다. 동결토의 전단강도 특성을 측정하기 위하여 비교적 균질한 입경분포를 지닌 주문진 표준사 및 실리카모래와 입도분포가 좋은 화강풍화토를 활용하였다. 각각 세가지 시료에 대하여 전단시험은 세가지 동결온도 조건 및 수직구속응력 조건에서 수행되었으며, 그 결과를 바탕으로 동결온도조건 및 수직구속응력이 동결토의 전단강도에 미치는 영향을 분석하였다. 전반적으로 동결토의 전단강도는 동결온도가 낮아질수록 증가하는 경향을 보였으나, 수직구속응력에 의한 영향은 미미 한 것으로 나타났다. In order to characterize the shear strength of the frozen sand for foundation design in cold region and prediction of adfreeze bond strength, many researchers developed test techniques and carried out many tests to analyze shear strength properties of the frozen sand for half a century. However, many studies for shear strength properties of the frozen sand have been carried out with limited circumstances, even though shear strength of the froze sand can be affected by various influence factors such as soil type, temperature conditions, and magnitude of normal stress. In this study, direct shear test equipment was used to analyze the shear strength characteristics of the frozen sand. Direct shear test equipment was designed for cold weather, and the direct shear tests were carried out inside of large-scaled low temperature chamber. Three soil types-two uniform sands and one well graded soil were used to analyze the shear strength of the frozen sand with three different temperature conditions and three different vertical confining pressures. In this research, a series of direct shear tests for shear strength of the frozen sand have been conducted to demonstrate the efficiency of effectiveness of the test equipment and low temperature chamber. This research also showed that shear strength of the froze sand increased with decreasing temperature condition, but the influence of vertical confining pressure was insignificant to the shear strength of the frozen sand.

세립분 함량에 따른 동결토의 전단강도 특성변화에 관한 연구

이준용(Joonyong Lee),최창호(Changho Choi),조삼덕(Sam-Deok Cho) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

동토의 역학적인 성질들은 온도, 함수비, 입도분포, 상대밀도 등에 따라 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 냉동챔버 내에 구축되어 있는 직접전단시험기를 이용하여 세립분 함량에 따른 동결토의 전단강도 특성을 살펴보았다. 본 연구는 영하 2도, 5도, 10도, 15도의 환경 속에서 세립분이 존재하지 않는 화강풍화토와 세립분이 20% 및 40%가 함유된 화강풍화토의 전단강도 특성이 어떻게 변화하는지 고찰하였다. 본 연구에 따르면 세립분 함량이 증가할수록 동결토의 전단강도는 감소하는 것으로 나타났다.

불포화토 흐름특성의 주요쟁점에 관한 연구

이준용 ( Joonyong Lee ),김동욱 ( Dongwook Kim ),김욱기 ( Uk-gie Kim ),박재현 ( Jae-hyeon Park ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

불포화지반에서의 신뢰성있는 흐름 모델링은 산사태, 사면, 포장 등과 같은 지반공학문제들을 풀기 위한 필수적인 전제조건이다. 하지만, 불포화 지반에서의 흐름특성에 대한 묘사는 적절한 입력 변수들의 선정 및 모사의 어려움으로 인하여 여전히 진행 중이며 많은 연구자들의 주 연구과제로 남아있다. 본 논문에서는 불포화토 내에서의 흐름특성인함수특성곡선과 투수계수를 결정하기 위하여 플로우 펌프 시스템을 이용하였다. 건조과정에서의 실트질 모래의 함수특성곡선을 측정하기 위하여 플로우 펌프 시스템의 흡입력-포화도 조절기법을 이용하여 시간에 따른 응답흡입력과 함수특성곡선을 측정하였으며, 측정되어진 응답흡입력과 함수특성곡선에 부합하는 투수계수곡선을 측정하기 위하여 역해석기법을 사용하였다. 실험결과를 통하여 불포화토의 흐름특성의 규명은 매우 신중한 접근이 필요하며, 또한 여전히 흐름특성을 규명하기 위한 더 많은 연구가 요구된다. Reliable modeling of flow in unsaturated soils is an essential prerequisite for discovering the triggering mechanism of geotechnical engineering problems in the fields of landslide, slope stability, and pavements. However, the characterization of the flow phenomena in unsaturated soils is still incomplete and challengeable, since the ability of determining the relevant flow parameters and of describing flow phenomena is still limited. This paper introduces our recent efforts to determine the hydraulic characteristics of unsaturated soils. A flow pump system and an inverse problem solution approach were used in order to characterize the hydraulic characteristics under drying process. A silty sand was used in this study for investigating flow phenomena in unsaturated soils. Using the flow pump system, suction-time relationship and soil-water retention curve (SWRC) during drying process were examined, and hydraulic conductivity function (HCF) was obtained from an inverse problem solution approach. From the results, it is concluded that a careful attention should be needed to model the flow phenomena in unsaturated soils and much of future research on the fundamentals is still required.

수직응력 및 표면거칠기에 따른 동착강도 특성 연구

이준용(Lee, Joonyong),최창호(Choi, Changho),조삼덕(Cho, Sam Deok) 대한토목학회 2013 대한토목학회 학술대회 Vol.2013 No.10