사면(산사면) 붕괴의 요인

=. 사면 붕괴 요인

주변의 지질조사시에 주요 사항중 하나는 Sliding 및 산사태에 대한 문제로서 Sliding 및 산사태를 일으키는 요인을 우선 인지하여야만 실제 조사시 불리한 조건을 제공하는 지형, 지질을 판단하는데 도움을 주므로 요인에 대하여 기술한다.

지형, 지질, 기후, 풍화도 등과 같은 요인들이 사면의 안정성에 영향을 주며 Terzaghi는 외부와 내부 요인으로 구별하여 외부요인은 사면저부(toe)에 침식 및 상굴에 의해 암석 또는 흙의 잠재파괴면을 따라 전단응력을 증가시키는 것이며 내적요인은 평균전단강도의 감소를 야기시키는 요인으로 구분하였다.

① 사면경사의 변화

자연적 또는 인위적인 사면경사의 변화, 예를들면 하천 침식에 의해 사면저부가 깍이든지, 상굴에 의해 변화가 있을시 사면이동이 일어날수가 있으며 침하 도는 융기와 같은 지질조건으로 인하여 사면의 경사각이 가파러질수가 있다.

사면경사의 증가는 암반의 내부응력에 변화를 일으키며 평형조건은 전단응력 증가에 의해 교란된다.

② 지질구조적인 이동

지질구조선(층리, 절리, 엽리, 습곡, 단층 등)의 방위(주향, 경사), 구조면, 내재물의 전단강도, 구조선의 연속성 등은 사태의 주요원인이며 지하수위의 표고 및 변동도 큰 요인으로 작용한다.

③ 과잉하중

제방, 제체, 성토 등에 발생된 과잉하중은 전단응력과 간극수압을 증가시키며 전단강도를 감소시킬뿐만아니라 하주으이 증가 속도가 빠르면 빠를수록 더 위험해진다.

④ 지진과 진동

지진, 대규모 발파 및 기계의 의한 진동은 응력이 일시적으로 변화를 일으켜 사면 평형에 영향을 주게되며 황토와 느슨한 모래층은 진동으로 입자간 결합을 교란시켜 점착력을 감소시킨다. 또한 포화세사와 감수성이 큰 점토에서 입자들의 회전이나 이동은 흙의 돌연한 액상화를 일으킬수가 있다.

⑤ 강우와 해동

강우 도는 해동은 암석 또는 흙의 잠재활동면을 따라 간극수압이 증가하여 결국 전단강도를 감소시키며 대체적으로 사면파괴는 강우직후 및 해동기 직후에 발생한다.

⑥ 동결작용

암석의 틈에 물이 동결할시에 체적이 증가되고 이틈을 따라 개구시키는 경향이 있어 결국에는 틈이 있는 암석은 더 낮은 점착력을 갖게 된다. 점토와 사질토양에 얼음층이 형성되어 녹을시 느슨한 지표층에 함수량을 증가시킨다. 또한 물의 동결은 사면배수를 방해하여 지하수위를 상승시켜 결국 평형상태가 교란된다. 그리고 암석내 Fissure와 crack수의 동결은 낙반을 일으킬수 있다.

⑦ 풍화작용

기계적 또는 화학적 풍화작용은 암석의 점착력을 점차 교란시키며 많은 산사태에서 보듯이 수화작용, 점토의 이온교환과 같은 화학적 변질은 산사태의 근원이 되기도 한다.

⑧ 지하수 및 지하수위

-. 유동하는 지하수는 토양입자에 압력을 가하여 사면의 안정성을 해친다. 또한 저수지내에 수위가 급강하될때 사면에 간극수압의 증가원인이 되며 토양의 액상화를 일으킬수 있다.

-. 세사와 실트에서 유동하는 지하수는 세립자를 씻겨내며 사면의 강도는 형성된 공간에 의해 약해진다.

-. 피압지하수는 위에 놓인 지층을 융기토록하여 sliding이 일어날 수 있다.

⑨ 침출수

저수지 또는 수로 등의 침출수는 흙의 침식 및 piping(맥공작업)을 초래하며 침식이 연속적으로 진행됨에 따라 누수통로는 확대되어 종국에는 sliding이 촉발케 된다. 점토층에 강우의 침투, 지하수위의 염분퇴적 등이 전단강도를 감소시켜 landsliding를 일으키게 한다.