Effective Stress Based Analysis of Infiltration and Stability on Unsaturated Slope Failures in Gyeongsang Pronvince : 경상지역 불포화 비탈면 파괴에 대한 침투 및 안정성의 유효응력 기반 해석

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 현대 지반공학의 핵심 분야인 불포화토 역학（Unsaturated Soil Mechanics）을 지배하는 기본 원리와 이론적 체계를 고찰한다. 지반 조건은 완전히 포화된 상태와 건조한 상태 사이의 다양한 범위에 존재함에도 불구하고, 포화토 역학에 기반을 둔 기존의 유효응력（Effective Stress） 패러다임은 자연 사면 및 지반 구조물의 장기적인 안정성을 예측하는 데 종종 한계를 드러낸다. 본 연구는 불포화토 역학의 발전 과정을 검토하며, 특히 고전적인유효응력 모델에서 보다 포괄적인 Bishop 유효응력 패러다임으로의 전환에 초점을 맞춘다. 현행 문헌과 실험 데이터를 분석함으로써, 본 연구는 불포화토의 전단 강도에 직접적으로 기여하는 매트릭 흡수력（Matric Suction）의 역할을 평가한다.
본 연구에서는 산청과 영덕 지역 실제 사면의 불안정성 사례에 대하여, 불포화 물성을 평가하고 비선형 침투 및 안정해석을 수행하였다.분석 결과, 매트릭 흡수력을 지반 모델링에 통합함으로써 사면 안정성 및 지반 성능 예측의 정확도를 유의미하게 향상시킬 수 있음을 입증하였다. 나아가 본 논문은 기존의 실증적 증거들을 종합하여, 불포화토의 특성이 다양한 기후 조건에서 수문학적 및 역학적 반응에 어떠한 영향을 미치는지 규명한다.
본 연구의 결과는 향후 고급 수치 시뮬레이션을 위한 탄탄한 이론적 토대를 제공하며, 비포화 환경에서 탄력적인 지반 구조물을 설계하는 엔지니어들에게 실무적인 시사점을 제시한다.

목차 (Table of Contents)

• 1. Chapter 1. Introduction ........................................................................... 1
• 1.1 Background of the study ................................................................. 1
• 1.2 Problem statement .......................................................................... 2
• 1.3 Research Objectives ....................................................................... 3
• 2. Chapter 2. Principles of Unsaturated Soil Mechanics ............................ 5
• 2.1 Composition of the structure of soils .............................................. 5
• 2.2 Matric suction ................................................................................. 6
• 2.3 Soil Water Characteristic Curve ..................................................... 8
• 2.4 Effects of wildfires on soil properties ........................................... 15
• 2.5 Measurement of Soil Hydro-mechanical Properties ..................... 16
• 2.6 Fundamentals of seepage and slope stability analysis .................. 24
• 2.6.1 Seepage Analysis ......................................................................... 25
• 2.6.2 Stability Analysis. ........................................................................ 25
• 2.7 Research Gap and Study Justification .......................................... 28
• 3. Chapter 3: Empirical Findings .............................................................. 29
• 3.1 Overview of the case studies and physical properties ........................ 29
• 3.1.1 Sancheong region ........................................................................ 29
• 3.1.2 Yeongdeok Region ...................................................................... 30
• 3.2 Soil water Characteristic Curves of Sancheong ................................. 33
• 3.3 Soil-water Characteristic Curves of Yeongdeok ................................. 36
• 3.4 Infiltration and Stability Analysis ....................................................... 40
• 3.4.1 Sancheong Region ....................................................................... 40
• 3.4.2 Yeongdeok region ....................................................................... 45
• 4. Chapter 4: Analytical Findings ............................................................. 53
• 4.1 Sancheong Region .............................................................................. 53
• 4.2 Yeongdeok region ............................................................................... 61
• 5. Chapter 5: Conclusion of the Study ...................................................... 91
• Bibliography ................................................................................................. 94
• 요약 .............................................................................................................. 97