토사재해에 대비한 보강 조적조 벽체의 구조성능 및 현장 실증 평가

Structural Performance Evaluation and Field Validation of Reinforced Masonry Walls for Slope Failure Mitigation

산지 인근 주거지역은 산사태나 토석류와 같은 토사재해에 지형적으로 취약하여 유사시 건축물 붕괴와 인명 피해로 이어지는 사례가 많다. 그러나, 기존 대책은 대부분 사방댐 등 외부 방호시설에 의존하고 있어 상시적으로 발생할 수 있는 토사재해에 대해 건축물 및 인명 피해 억제는 한계가 있다. 따라서, 본 연구는 토사재해에 특화된 보강 조적조 벽체의 구조 성능 평가를 수행하고, 현장 적용성을 평가하였다. 대상 건축물은 판넬조로 수치해석을 통해 토사하중에 저항성이 가장 높은 조건을 표준모델로 결정하고, 산사태 시뮬레이터에 의해 그 유효성을 검증하였다. 수치해석에서 변위를 비교한 결과, 조적조 벽체에 종·횡철근이 모두 적용된 MWTHVR 0.4 m 모델이 토사하중에 가장 높은 응력분산을 나타내었다. 이 모델을 기초로 산사태 시뮬레이터에 의해 토사충돌(속도 4.5 m/s)을 재현한 결과, 해당모델은 파손이나 밀림현상 없이 높은 저항성을 유지하였다. 해당 모델을 기초로 공간성, 비용 효율성, 시공체계, 기간 및 유지관리 측면에서 시공규칙을 설정하고 현장에 설치한 결과, 모든 항목에서 시공규칙과 실제 결과가 잘 부합하였다. 이러한 결과는 해당 공법이 현장에 일반화될 수 있는 높은 잠재성을 보여주는 동시에 향후 건축물 붕괴와 인명피해 저감을 위한 구조적 대책 수립 및 세부 기준 마련에 기여할 것으로 기대된다.

Residential areas near mountainous terrains are topographically vulnerable to debris-related disasters, such as landslides and debris flows, which often cause structural failure and casualties. Existing countermeasures primarily rely on external protective structures, such as check dams, whose capacity to prevent direct structural and human losses from such events is limited. In this study, the structural performance and field applicability of a reinforced masonry wall system, designed specifically for debris impact, were evaluated. Numerical simulations of a typical panel house structure revealed the most resistant configuration under debris loading. The optimal model (MWTHVR 0.4 m), reinforced with both vertical and horizontal rebars, demonstrated outstanding resistance to displacement distribution. Full-scale debris-impact simulations, performed using a landslide simulator (velocity 4.5 m/s), further confirmed the model’s resistance to displacement distribution and damage (or failure). An analysis based on predefined construction criteria, including spatial requirements, cost efficiency, construction system, duration, and maintenance, showed excellent consistency between the expected outcomes and the results obtained from the field pilot installation. These findings demonstrate the potential of the proposed method for field implementation, highlighting a structurally viable countermeasure for reducing structural failures and casualties in slope disasters.