1. 추진배경
□ 도로방향이 아닌 암반비탈면 측면방향으로의 유실사례 발생
□ 안정해석 방법(평사투영해석)의 문제점 및 개선방안 도출
【암반비탈면 측면방향 유실사례】
ㅇ 일시 : 2019.4.28.(일) 12:24, 05.05(일) 18:36
ㅇ 위치 : 청주영덕선 19.6k(청주), 연장 280m, 높이 62m ('07.12 준공)
ㅇ 피해현황 : 토석유실 280 ㎥
2. 암반비탈면 안정해석
□ 안정해석 방법
ㅇ 불연속면의 특성(경사， 방향성)을 고려하여 "평사투영해석"
※ 불연속면 : 암반에 나타나는 모든 연약면(절리, 단층 등)
ㅇ 평사투영을 통한 파괴가능성(유형) 결정 및 안정성 분석
□ 암반비탈면 파괴유형 : 평면파괴 / 쐐기파괴 / 전도파괴
□ 안정해석 시 파괴범위 적용실태
ㅇ 전도파괴 범위는 ± 30° 로 적용[설계처-4578(2010.10.8.)]하고 있으나
ㅇ 암반비탈면에서 파괴가능성이 높은 형태인 평면파괴 및 쐐기파괴 범위는 ± 20° 로 적용하고 있는 실정임.
3. 문 제 점
□ 비탈면 측면부 유실사례 검토
1. 위 치 : 청주영덕선 19.6k(청주방향)
2. 비탈면 및 불연속면 기하구조(경사/경사방향) 조사
3. 불연속면에 대한 평사투영해석 결과
4. 검토결과
ㅇ 전면부에 대한 평사투영해석에서는 비탈면 유실이 발생하지 않는 것으로 해석되었으나,
ㅇ 측면부에 대한 평사투영해석에서는 실제 파괴와 동일하게 평면 및 쐐기파괴가 발생하는 것으로 해석됨.
ㅇ 평사투영해석 시 비탈면 "전면부" 뿐만 아니라 "측면부" 등 경사 방향이 변하는 곳에 대하여 안정성 검토가 필요함.
□ 비탈면 평면파괴 가능범위에 대한 검토
1. 일반적인 평면파괴 발생 조건
ㅇ 비탈면과 불연속면의 경사방향 차이가 " ±20° " 의 범위 이내
2. 평면파괴 발생 비탈면
3. 검토결과
ㅇ 평면파괴 사례 및 문헌조사에서 유실비탈면 중 20%의 비탈면에서 경사방향차이가 ±20° 범위를 초과한 경우에도 유실이 발생되므로 비탈면 안정성 확보를 해석범위 확대 필요
ㅇ 경사방향차이 ±30° 범위까지 뚜렷한 평면파괴 증가 추세를 보임.
□ 암반비탈면 안정성 해석 방법에 대한 기술자문 결과
ㅇ 측면부 등 경사방향이 변화하는 구간에 대한 추가적인 검토 필요
ㅇ 불연속면 측정오차 및 안정성 확보를 위하여 평면파괴 발생조건에 대한 기준 개선 필요
4. 개 선 방 안
□ 비탈면 경사방향 변화구간에 대한 안정성 추가 검토
ㅇ (당초) 비탈면 전면부에 대해서만 안정성 검토
ㅇ (개선) 비탈면 측면부, 곡선부(Ramp) 등 경사방향 변화구간에 대한 안정성 검토 추가
□ 비탈면 평면파괴 최소화를 위한 파괴가능 해석범위 확대
ㅇ 평면파괴 가능성이 있는 비탈면에 대한 안정성 검토범위 확대를 위하여 파괴가능 해석범위 확대 (경사방향차이 : ±20° → ±30° )
ㅇ 불연속면 내에 점토 등 충전물이 있는 경우에는 안정성 해석 범위를 파괴영역 내의 모든 불연속면으로 확대
5. 협 조 사 항
□ 설계 및 건설 부문
ㅇ (설계처) 본 개선(안)에 대한 관련기준 수립
ㅇ (건설처) 시공 중인 노선은 현장여건 등을 고려하여 본 개선(안)에 대한 적용방안 검토 후 시행
□ 유지관리 부문
ㅇ 안전점검용역 및 유지관리공사 시 본 개선(안) 적용
- 점검(성능평가)용역 발주 시 개선내용 과업지시서에 명기
- 유지관리공사 암반비탈면 안정해석 시 본 개선(안) 적용
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