토석류 충격력과 시설물 저항력을 고려한 손상함수 연구

국문 초록 (Abstract)

산지에서 발생하는 산사태는 계류로 유입되면서 토석류로 발달하여 하부로 유하하게 됨에따라 하부지역에 분포하는 시설부지에 피해를 발생하게 된다. 토석류 피해의 범주는 주거지, 공공시설, 농경지 등 다양한 형태의 피해로 발생되기 때문에 사회·경제적 피해는 광범위하게 나타난다(Zhang et al, 2015, 강효성·김윤태, 2014, Papathoma-Kohle et al., 2012). 이와 같이 토석류로 인해 시설물의 피해정도를 파악하기 위하여 토석류 충격력과 시설물의 저항력을 고려한 한국형 손상함수의 개발이 요구된다. 이를 위하여 본 연구에서는 토석류 유하방향과 시설물의 방향각을 고려한 동역학적 토석류충격력 수정식을 제안하였으며, 콘크리트 재료를 사용하는 시설물의 저항력을 산정하기 위하여 콘크리트 전단강도 개념을 접목하여 시설물의 저항력 산정식을 제안하였다. 그림 1과 같이 토석류의 흐름방향과 시설물의 방향각이 작아질수록 충격력이 작아지는 경향을 보이고 있어 향후 시설물의 방향각을 고려한 토석류의 충격력 산정이 필요한 것을 알 수 있다. 시설물은 다양한 재료를 사용한 복합재료로 이루어져 있기 때문에 모든 시설물의 재료에 대한 저항력 산정은 현실적으로 어려움이 존재한다. 따라서 이를 시설물 재료에 대해서는 일반주택 및 산업단지 등에서 일반화된 콘크리트, 조적조, 강제 재료 등으로 국한할 필요가 있다. 여기서는 그림 2와 같이 콘크리트 재료에 대한 시설물을 대상으로 저항력을 산정한 결과 시설물의 벽체 두께가 커질수록 저항력은 증가하였으며, 특히 동일한 토석류의 체적에 대해서는 토석류 접촉면적이 작아질수록 저항력은 증가하는 경향을 갖는 것으로 나타났다. 토석류 손상함수(Damage function) 및 손실함수(Loss function)을 개발하기 위해서는 그림 3과 같이 토석류의 충격력과 시설물의 저항력의 관계를 통해 상관지수(corrective index)를 도출을 통해 국내 여건에 적합한 손상 및 손실함수를 개발할 예정이다.