A Study on Analytical Solution of Unsaturated Infinite Slope Stability

Yu-Mi Chae; Jae-Hong Kim; Young-Hun Jeong; Tae-Heon Kim

doi:10.7843/kgs.2018.34.4.5

All Issue

2018 Vol.34, Issue 4 Next Page

Research Article

A Study on Analytical Solution of Unsaturated Infinite Slope Stability 불포화 무한사면 안전율의 수정방정식에 대한 연구

30 April 2018. pp. 5-11

PDF XML

Abstract

In conventional analytical solutions for rainfall-induced soil slope stability, the Green-Ampt (1911) equation for estimating the saturation depth and the Skempton & DeLory (1957) equation for calculating the infinite slope shallow failure were compared with the numerical analysis to confirm the error. In the simple evaluation of the reason of soil slope instability due to rainfall using the conventional equations, there are many errors and, overestimation or underestimation of the calculation results. In this study, the equation consisting of the results obtained from infiltration analysis on unsaturated soil slope is proposed by applying the average range of the strength parameters of the granite weathered soils, and its reliability is verified by comparing with the numerical analysis results. The developed equation can be used easily in various fields for the estimation of slope safety factor by checking the rainfall duration and saturation depth.

Keywords

Infinite soil slope

Analytical equation

Unsaturated seepage analysis

Factor of safety

기존에 사용하고 있는 포화깊이를 추정하는 Green-Ampt (1911) 방정식과 무한사면 얕은파괴를 계산하는 Skempton & DeLory(1957) 방정식을 수치해석과 비교하여 오류를 확인하였다. 실제 비탈면에서 강우로 인한 사면 불안정성의 근본적인 원인을 방정식으로 간단하게 평가하기에는 계산 결과에 대한 오류와 과대 또는 과소평가가 되고 있는 부분들을 많이 포함하고 있다. 본 연구에서는 국내 화강풍화토 강도정수의 평균범위를 적용하여 불포화 침투해석을 고려한 방정식을 제안하고 수치해석 결과와 비교하여 신뢰성을 검증하였다. 비탈면의 붕괴에 위험을 주는 강우지속시간과 포화깊이를 확인하면서 사면 안전율 방정식을 여러 분야에서 쉽게 사용할 수 있도록 제안하였다.기존에 사용하고 있는 포화깊이를 추정하는 Green-Ampt (1911) 방정식과 무한사면 얕은파괴를 계산하는 Skempton & DeLory(1957) 방정식을 수치해석과 비교하여 오류를 확인하였다. 실제 비탈면에서 강우로 인한 사면 불안정성의 근본적인 원인을 방정식으로 간단하게 평가하기에는 계산 결과에 대한 오류와 과대 또는 과소평가가 되고 있는 부분들을 많이 포함하고 있다. 본 연구에서는 국내 화강풍화토 강도정수의 평균범위를 적용하여 불포화 침투해석을 고려한 방정식을 제안하고 수치해석 결과와 비교하여 신뢰성을 검증하였다. 비탈면의 붕괴에 위험을 주는 강우지속시간과 포화깊이를 확인하면서 사면 안전율 방정식을 여러 분야에서 쉽게 사용할 수 있도록 제안하였다.

References

Kim, Y., Kim, J., Lee, J., and Kim, S. (2013), "A Study on Soil Slope Stability Design Considering Seepage Analysis", Journal of the Korean Geotechnical Society, Vol.29, No.1, pp.135-147.

GeoStudio (2016), version 8.0.10, Manual for SLOPE/W and SEEP/W modeling, GEO-SLOPE International, Ltd., Calgary, Alberta, Canada.

Green, W. H. and Ampt, G. A. (1911), "Studies on Soil Physics : 1. Flow of Air and Water through Soils", Journal of Agricultural Science, Vol.4, pp.1-24.

Lee, J., Kim, J., and Hwang, Y. (2014), "Slope Stability by Variation of Rainfall Characteristic for Long Period", Journal of the Korean Geotechnical Society, Vol.30, No.6, pp.51-59.

Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (MLTMA, 2011), "Design Standard for Slope Stability in Construction", Construction Slope Design Standard (in Korean), South Korea.

Skempton, A. W. and DeLory, F. A. (1957), "Stability of Natural Slopes in London Clay", Proc. 4th Int. Conf. on Soil Mech. and Found Engrg., Vol.2, pp.378-381.

Information

Publisher :The Korean Geotechnical Society
Publisher(Ko) :한국지반공학회
Journal Title :Journal of the Korean Geotechnical Society
Journal Title(Ko) :한국지반공학회 논문집
Volume : 34
No :4
Pages :5-11
Received Date : 2018-01-09
Revised Date : 2018-02-28
Accepted Date : 2018-03-07
DOI :https://doi.org/10.7843/kgs.2018.34.4.5

Journal of the Korean Geotechnical Society ISSN:1229-2427(Print) 2288-646X(Online) 한국지반공학회 논문집

All Issue