토석류 충격력을 고려한 사방댐 안정성 평가

Stability Evaluation of Erosion Control Dam considering Impact Force of Debris Flow

본 연구에서는 토석류의 충격력을 고려하여 사방댐의 안정성을 평가하였다. 일반적으로 사방댐의 안정성 평가는 댐과 같이 활동, 전도, 침하에 대해서 안정성을 검토하고 있으나, 산사태 또는 토석류가 발생할 때는 정적하중 뿐만 하니라, 토사 흐름에 의한 동적하중도 고려하는 것이 합리적이다. 하지만, 토석류의 충격력을 고려하기 위한 통일된 기준이 없고, 평가방법 또한 확실히 정립되어 있지 않기 때문에 사방댐 안정해석을 위해 토석류 충격력을 고려하는 데는 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 토석류의 충격력을 고려하기 위해선 토석류 흐름을 모의하고, 그 유속을 고려하여 토석류의 충격력을 산정하였다. 토석류 모의를 위해 연속방정식, 운동방정식을 차분하였으며, 토석류의 침식 및 퇴적에 관한 특성은 Takahashi(1992)의 연구를 적용하였다. 토석류의 충격력은 일본 국토교통성의 사방댐 설계기준에 제시한, 충격력 식을 적용하여 산정하였다. 기존의 방법으로 안정으로 평가된 사방댐에 충격력을 고려하여 안정성을 평가한 결과 불안정으로 평가되는 경우가 발생하였다. 불안정으로 판정된 사방댐들의 보강방법으로 사방댐 폭을 보강하는 경우, 대수면을 보강하는 경우, 반수면을 보강하는 경우에 대해 분석하고, 각각의 결과를 살펴보았다. 현장조건을 고려한 추가적인 연구가 진행된다면, 불안정 사방댐의 보강방법에 대한 기준을 수립할 수 있을 것으로 판단된다.