불연속면의 통계적 모델링을 이용한 암반사면의 안정성 평가

Abstract

암반사면의 거동가능블록은 사면과 암반내부에 존재하는 절리들의 교차로 인하여 생성되며 이로 인해 발생한 낙석은 인명과 재산에 큰 피해를 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 통계적 절리 모델링 기법과 블록 이론을 이용하여 이러한 거동가능한 암반블록의 발생가능성을 알아보는 연구를 수행하였다. 블록이론은 이러한 거동가능 블록을 알아보는데 매우 간편한 해를 제공하나 지나치게 변수를 단순화하기 때문에 최대 발생가능한 블록의 크기만을 산정하는데 그 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 조사된 샘플을 이용하여 절리의 방향성,크기, 밀도의 추정치를 구하고 사면과 절리(불연속면)를 통계적으로 모델링하였으며,블록이론을 응용하여 암석블록의 안정성을 해석하는 컴퓨터 프로그램으로 개발하였다. 많은 경우에 암반사면의 붕괴는 장마나 집중호우 시에 발생함을 볼 때 수압이 사면의 붕괴에 큰 영향을 끼침을 알수 있는데, 이러한 경우를 고려하기 위하여 본 연구에서는 지하수의 영향 또한 연구하였다. This paper presents a numerical approach to evaluate the possibility of removable blocks on a rock slope by using statistical joint modeling and block theory. Block theory has been used to distinguish removable blocks from tapered or infinite blocks and analyze their stability. This theory, however, uses the information of joint orientation and therefore, can only predict the maximum area of removable block occurrence. In this study, rock joints were statistically modeled: Probability distribution functions of the joint orientation and size, and volumetric frequency were estimated from window sampling data. Rock blocks consisting of a slope face and the modeled joints were simulated and their removability was tested. The entire analysis process was coded into a computer program, and each algorithm of the entire process was verified by comparing its result with theoretic solutions. In many cases, slope collapse is triggered by an excessive hydraulic pressure due to an intensive and/or continuous rainfall in the monsoon season. This kind of collapse shows that water saturation of discontinuities in the slope lowers the rock block safety of the slope. We also, therefore, tested the groundwater effect on slope stability.