쐐기파괴 (Wedge Failure)

▨ Hoek & Bray의 제안식에 의한 쐐기파괴 안전율

점착력, 내부마찰각 및 수압을 포함하는 쐐기파괴에 대한 해석방법으로 기본적인 기하학적 형상은 <그림 4.7>와 같다.

<그림 4.7>에서 정의된 사면의 전체높이는 예상활동면 교선의 양끝 사이의 수직고도 차이이다. 그리고 해석에서 가정하는 수압분포는 암반쐐기 자체는 불투수성이고 물은 ③과 ④의 교선을 따라 쐐기 상단으로 침투하여 ①과 ②의 교선을 따라 경사면으로 흘러나오는 것으로 가정한다.

최종면의 수압분포는 <그림 4.7 (b)>에 도시된 바와 같이 최대 수압은 교선 ⑤를 따라 발생하고 있으며, 교선 ①,②,③,④에서의 수압은 0 이다. 이러한 수압분포는 아주 많은 비가 내리는 동안 발생할 수 있는 한계상태에서의 수압분포이다.

여기서 사용되는 각 번호들의 의미는 <그림 4.7 (a)>와 같으며, 쐐기의 활동은

항상 교선 ⑤를 따라 일어난다고 가정한다.

▨ SWEDGE Program을 이용한 쐐기파괴의 안정해석

SWEDGE Program은 교차하는 절리군에 의한 쐐기파괴 발생 가능성과 안정성분석을 위한 컴퓨터 프로그램으로 캐나다 Toronto 대학의 Rock Engineering Group에서 제작되었으며, 파괴조건 및 원리는 E. Hoek의 이론에 바탕을 두었다. (참고, “Rock Slope Engineering” 3rd Edition, E. Hoek & J. W. Bray , PP341～351)

본 Program은 사면 상단이 수평이고 인장균열이 없는 쐐기파괴의 경우와 외력 (중첩되어 가해지는 하중 및 인장균열) 등의 영향을 포함하는 경우로 구분하여 해석할 수 있다. SWEDGE Program에서 보여주는 일반적인 특징은 다음과 같다.

• 쐐기파괴의 가능성 검토

• 쐐기파괴에 대한 안전율 계산

• 수압 및 인장균열의 선택

• 쐐기에 대한 Rock Bolt 보강후의 안전율 계산

• 쐐기파괴의 평사투영도

• 3차원 단면도 제시

 

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