Effective Stress Based Rainfall Intensity-Duration Thresholds for Slope Instability in Gyeongsang Province Using Dual van Genuchten Models

국문 초록 (Abstract)

최근 극한 기상 현상의 증가로 인해 강우에 의한 산사태 발생이 증가하고 있으며, 이에 따라 우기 동안 산사면 안정성을 신뢰성 있게 평가할 필요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 경북 지역의 포항, 영덕, 산청 세 지역을 대상으로 사면 안정성을 평가한다. 이를 위해 흡인응력（suction stress） 개념과 다중모드 Dual van Genuchten （DVG） 프레임워크를 적용하여 1차원（1D） 침투 해석을 수행하고 강우 강도–지속시간（I-D） 임계 곡선을 도출한다. 분석 결과, DVG 방법은 포항 지역의 과거 산사태 사례를 비교적 잘 재현하며, 영덕 지역에서는 산불로 인한 토양 수분 보유 능력 저하를 성공적으로 반영한다. 또한 산청 지역의 경우 이중 공극 구조를 고려한 DVG 모델이 기존 Single van Genuchten （SVG） 모델보다 불균질한 토양에서의 복잡한 수분 이동 특성을 더 잘 모사한다. 산청 지역에 대해 수행한 2차원（2D） 해석 결과 역시 1차원 해석 결과와 유사한 붕괴 시점을 보여 1차원 해석의 예측 결과를 뒷받침한다. 종합적으로, 본 연구에서 제안한 흡인응력 기반 1차원 해석 기법은 집중호우 조건에서 산사면 불안정을 효율적으로 예측할 수 있는 실용적인 방법이며, 지역 단위 산사태 조기경보 시스템 구축을 위한 유용한 기초 자료가 될 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• Chapter 1. Introduction 1
• 1.1 Research Background 1
• 1.2 Research Objectives 5
• Chapter 2. Theory and Testing of Unsaturated Soils 7
• 2.1 Basic Theory of Unsaturated Soils 7
• 2.2 Dual van Genuchten (DVG) Model 12
• 2.3 Hydrological Testing Methods 14
• 2.4 Infiltration and Slope Stability Analysis 20
• 2.5 Rainfall Intensity-Duration (I-D) Thresholds 25
• Chapter 3. Study Area and Experimental Results 29
• 3.1 Pohang Region 29
• 3.2 Yeongdeok Region 32
• 3.3 Sancheong Region 36
• Chapter 4. Evaluation of 1D Infiltration and Stability Dynamics using DVG Model 41
• 4.1 Pohang Region: Evaluation of Past Landslides 41
• 4.2 Yeongdeok Region: Prediction of Future Slope Instability 47
• Chapter 5. Comprehensive Hydro-Mechanical Simulation of the Sancheong Region 58
• 5.1 1D Rainfall-Induced Landslide Evaluation 58
• 5.1.1 Sancheong Rainfall Episodes and Analysis Conditions 58
• 5.1.2 1D Infiltration Results and Threshold Curves 59
• 5.2 Validation through Two-Dimensional Hydro-Mechanical Modeling 65
• 5.2.1 2D Simulation Conditions 65
• 5.2.2 2D Transient Seepage and Slope Stability Results 67
• 5.3 Comprehensive Hydro-Mechanical Comparison of All Regions 69
• Chapter 6. Research Conclusions and Discussions 72
• Bibliography 74
• 요약 80