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암설유동물질이 방벽과 부딪칠 때의 충격압력 측정

전문가 제언: ○ 산사태물질이 구조물과 충돌할 때 발생하는 충격압력을 정량적으로 산정한다면 산사태물질을 안전하게 막아주는 구조물을 설계하여 재해를 예방하고 저감하는데 크게 도움이 될 것이다. 충격압력은 산사태물질이 중력에 의해 사면을 흘러내릴 때의 유동속도, 유동물질의 높이, 유동물질의 종류 등과 함수관계이기 때문에 결국 방벽 충격압력을 얻기 위해서는 위의 3가지 변수의 값을 구할 필요하다.

○ 이 논문은 암설유동산사태가 발생할 때 암설이 유동하여 방벽에 부딪칠 때의 압력을 측정하기 위한 실험이다. 실험을 위하여 스위스의 폐 채석장 내의 사면에 실험채널을 만들었고, 암설유동산사태를 야외에서 실제 규모로 측정하였다. 실험채널 규모는 길이 41m, 폭 8m, 높이 1m이고 평균경사는 30°로서 실제 발생하는 채널에서의 암설유동산사태 규모와 유사하다. 실험결과 시료의 입도분포에 따라 유동속도와 충격압력의 차이를 보였다.

○ 본 연구에서는 야외 규모의 유동실험을 통하여 충돌압력은 유동속도에 가장 민감함을 확인하였다. 암설의 입자분포와 수분함량이 유동속도를 좌우하는 가장 중요 요소인 점을 감안하면 충격압력은 암설의 입도분포와 가장 관련이 많은 것 같다. 그러나 이 실험에서의 정면 충격압력은 15~200kPa을 보여 최저와 최대의 압력 차가 10배 이상의 값을 보인다. 따라서 실제상황에서의 문제점을 보완하는 다른 방법의 유동시험이 필요하다.

○ 우리나라에서는 실제상황과 유사한 산사태 유동시험을 야외에서 실시하였다는 보고가 없다. 실내에서 현장의 산사태물질을 이용한 소규모 실험은 보고된 바 있다. 그러나 실내실험은 사면 모형을 플라스틱이나 철판을 이용하여 제작한 매우 작은 규모의 장치이기 때문에 현장의 사면 특성을 표현하기가 매우 어렵기 때문에 실험결과를 실제 산사태에 적용시키기가 거의 불가능하다. 따라서 이 논문에서 시도한 실제상황과 유사한 야외실험이 우리나라 산사태 연구의 벤치마크일 것을 기대한다.

저자: Louis Bugnion, Brian W. McArdell, Perry Bartelt, Corinna Wendeler
자료유형: 학술정보