[토질 및 기초 기술사] 130회 1교시 기출문제 1번

129회, 13번, 1교시, 기술사, 기출문제, 시험공부, 지반침하위험도평가방법및절차, 토질및기초기술사

 

 

1. 정의

• 전도파괴는 절리·층리 등 불연속면에 의해 형성된 암반 블록이 중력모멘트 > 저항모멘트가 될 때 전도 형태로 파괴되는 불안정 사면 거동으로, 주로 급경사 사면 및 암반 절리의 경사방향과 사면 방향이 교차하는 조건에서 발생

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2. 발생조건

• 절리군의 경사각(β) < 사면경사(θ) 이면서, 절리의 주향이 사면 방향과 평행할 때
• 중력모멘트(Mg) > 지지모멘트(Mr) 조건 충족 시 전도 발생

• 절리면의 마찰각(φ)이 작고, 암반 블록이 세장할수록 발생 용이

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3. 전도파괴 분류

구분	특징	주요 발생형태
순수 전도 (Block Toppling)	개별 블록이 독립적으로 회전	급경사 절리 + 좁은 간격
쐐기 전도 (Wedge Toppling)	절리 교차로 형성된 쐐기체가 전도	사면과 평행한 절리군 + 교차절리
굴곡 전도 (Flexural Toppling)	절리면 불연속이 완전연속이 아닐 때 굴곡된 형태로 전도	절리 불연속면 부분 결합
복합 전도 (Compound Toppling)	전도 + 활동 + 전단이 혼합된 형태	이질암반, 불규칙 절리
진행 전도 (Progressive Toppling)	선단부 블록 전도 후 연쇄적으로 후방까지 전도	사면 전체에 연속적 파괴 진행

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4. 설계 및 시공 시 고려사항

• 절리군 방향 및 경사 조사 → 사면 안정 해석(평사투영법, 수치해석) 실시
• 암반 블록의 세장비(height/width) ≥ 4일 경우 전도 가능성 높음
• 낙석방지망, 록볼트, 숏크리트, 앵커 등 지보공법 적용
• 절리면에 배수공 설치 → 간극수압 저감

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5. 기술자적 제언

• 전도파괴는 활동·전단파괴보다 예측이 어려움 → 정밀한 절리조사 필요
• 현장 계측(사면경사계, 변위계)을 통한 사전 모니터링 체계 구축
• AI·디지털트윈 기반 사면안정 예측 시스템 적용 시, 재해 예방 효과 극대화

 

 

 

 

 

 

 

CF)

★ 암반 사면파괴 종류

가. 평면파괴 : 불연속면과 사면의 주향이 거의 평행, 두면의 경사방향이 같을 때 발생

나. 쐐기파괴 : 두계층이 불연속면이 각각예각으로 교차

다. 토플링파괴 : 불연속면과 사면이 평행이고 두면의 경사가 방향이 다르면서 급경사

라. 원호파괴 : 불연속면의 간격이 매우 좁고 계통수가 많으면 암반등 거의 분쇄된 토질사면과 같은 파괴형태

 

★ 암반사면의 안정해석법

1) 필요한 자료를 조사하여 수치적으로 분석방법

사면의 안정성을 수치적으로 분석하기 위해서는 우선 사면의 안정성이 영향을 미치는 요인들에 대해 검토해야함

가)안정도(F)= 전단저항력 / 활동력

활동력 : 사면을 구성하는 암반의 무게에 비례

자항력 : 전단강도에 비례

나) 사면의 안전도는 결국 전단강도에 따라 좌우되게 되며 이러한 전단저항력은 불연속면의 특성에 따라 큰 영향을 받으며 이러한 특성의 영향을 가중치로 표시하여 암반의 상태를 종합평가하는 NGI에서 제안한 방법이 있다

2) Graphic Method

가) 현장에서 조사한 자료를 stereo투영방법을 이용 Net 에 투영하여 안정성 분석

나) 불연속면의 주향과 경사를 측정하여 그 빈도에 따라 불연속면의 밀도분포도를 작성하고 빈도가 높은 부분이 안정지역과 불안정지역중 어디에 위치하느냐에 따라 안정성 판단

다) 분석결과 불안정사면으로 판단되며, 정밀조사와 재분석 검토

3) 평사투영법

4) 블럭해석법

5) SMR

6) 최대근사법

7) 한계평형법

가) Φ=0 법

나) 마찰원법 (테미마반반접)(파원무방점선안)

다) 분할법 (분저활)

 

★ 안정대책공법

1) 암반사면의 보강공법

인위적으로 전단 저항력을 증가시켜 안정을 취하게 한다.

가. 경사를 낮추는 공법

풍화대나 붕적층같이 인위적으로 전단 저항력을 증가시키기 어려운 경우

나. 배수처리공법(표면배수 및 지하배수)

지하수의 유입이나 지하수위 변동이 심한 경우

다. Rock Bolt나 Tension Cable 이용법

- 암반의 상태가 양호하나 불연속면의 전단강도가 취약한 경우

- 관상, 주상과 같이 불연속면이 규칙적인 경우

- 쐐기파괴나 전도파괴 같이 부분적으로 불안한 경우

라. Shotcrete 표면처리공법 또는 wire mesh

불규칙한 절리가 발달하여 표면전체 보호, 지표수의 유입방지

마. 옹벽공법

암반의 굴착량 최소화, 사면의 낮은 곳에 식생공이나 석공을 필요로 하는 경우

바. 철책공

사면안정엔 문제가 없으나 국부적인 붕괴로 암괴나 암편의 탈락이 예상되는 곳

1) Rock Anchor

2) Rock Bolt

3) 콘크리트 붙임공

4) 철책공

5) 옹벽공

6) 사면구배 및 높이감소

7) 배수공법

8) 소단설치

9) 충격흡수 구조물 설치

10) 낙석방지망공

11) 낙석복공