제 8장 중력사면이동 1. 쇄설물의 이동과 경사 중력사면이동(mass wasting)

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1 제 8장 중력사면이동 1. 쇄설물의 이동과 경사 중력사면이동(mass wasting)
: 표토와 암석이 중력에 의하여 경사면을 따라 아래로 이동하는 현상 매우 빠른 이동 - 산사태 아주 느린 이동 - 토석류, 포행 : 경사면의 각이 낮아지면 평형상태 또는 안정상태를 만든다 이때의 경사각 = 안식각(angle of repose)

2 2. 중력의 역할 경사면에서의 물체의 이동 일 때 이동 m = 물체의 질량 = 중력의 접선성분 = 중력의 수직성분
: 경사면의 각 = 일 때 , - 경사각이 커지면 는 증가하고 는 감소한다 => 불안정해진다 : 안전율 = - 안전율이 1보다 크면 안전하나 일반적으로 1.5 이상일 때 안전.

3 안식각 : 암석이나 흙의 고유한 특성에 따라 자연적으로 안정을 이루는 사면경사각 - 암석파편은 30-37˚의 범위
               - 암석파편은 ˚의 범위                - 암석의 종류, 형태에 따라 다르다

4 3. 물의 역할     : 지하에는 지하수가 분포     : 지하수에 의한 압력 = 공극 수압(porepressure)     : 공극수압은 심도가 증가할수록 커진다     : 공극수압은 마찰력은 감소시켜 사면의 안정을 저해한다

5 a) 사면붕괴 (Slope Failure) : 사면자체가 붕괴되면서 중력이동 * 함몰사태, * 암석미끄럼사태,
4. 중력사면이동 작용   a) 사면붕괴 (Slope Failure) : 사면자체가 붕괴되면서 중력이동 - 지반구성물질의 이동 * 함몰사태, * 암석미끄럼사태, * 쇄설미끄럼사태   b) 퇴적물류(Sediment Flow) : 사면의 표면을 따른 이동 - 미고결퇴적물의 흐름 1) 슬러리류: 퇴적물과 물의 혼합물 상태로 이동 2) 입상류 : 입자상태로 중력이동

6 A) 암반사면붕괴 (Slope Failure) 함몰사태 - 위로 오목한 면을 따라 암석(일반적으로 매우 잘게 부서진 상태)
     함몰사태 - 위로 오목한 면을 따라 암석(일반적으로 매우 잘게 부서진 상태) 또는 표토물질이 아래쪽과 바깥쪽으로 움직이는 일종의 사면붕괴           - 절취사면이나 해안절벽에서 발생           - 옹벽의 붕괴와 유사한 mechanism 그림 9.3 그림 9.4

7 사면붕괴 (Slope Failure) 암석 미끄럼사태 쇄설 미끄럼사태 층리면처럼 경사진 표면을 따라
암석 미끄럼사태   층리면처럼 경사진 표면을 따라 암석이 미끄러져 내려가는 현상 쇄설 미끄럼사태 암석, 흙, 식물이 섞여서 미끄러지는 현상 그림 9.3

8 B) 퇴적물류 - 퇴적물의 농도에 따라 슬러리류롸 입상류로분류
슬러리류: gravitational flow as a mixture of water and sediments 입상류로: gravitational flow as grains - 이동속도에 따른 추가 분류     그림 9.8. 이동하는 물질의 상태에 따른 퇴적물류의 분류

9 - 물에 포화된 토양과 표토가 매우 느리게 사면으로 흘러내는 흐름 - 30cm/year 이하의 속도
슬러리류(Slurry flow) - 토석류(solifuction)     - 물에 포화된 토양과 표토가 매우 느리게 사면으로 흘러내는 흐름     cm/year 이하의 속도      - 물로 포화된 온대 및 적도지역의 언덕사면에서 발생 그림 9.9

10 슬러리류(Slurry flow) - 쇄설류(debris flow) - 모래보다 큰 입자를 많이 포함
        - 모래보다 큰 입자를 많이 포함      - 1m/year ∼ 의 속도     - 평지로 나오면 정지하여 혀 모양의 퇴적물을 남긴다 그림 9.9

11 슬러리류(Slurry flow) - 이류(mudflow) - 거의 유체와 같은 흐름, 모래 이하의 크기로 구성
    - 거의 유체와 같은 흐름, 모래 이하의 크기로 구성      - 1km/h 이상의 속도      - 화산 폭발에 의한 이류 예) 콜롬비아의 Nevada Del Ruiz 화산 그림 9.9

12 Nevada del Ruiz 화산의 이류 1985년 11월 26일 촬영된 Nevada del Ruiz(5,400m) 산의 전경

13 - 표토가 경사면 아래로 아주 천천히 이동하는 현상 - 전신주, 나무 혹은 비석이 기울어 지는 현상을 통하여 파악 가능
입상류(Granular flow) – 포행(Creep)         - 표토가 경사면 아래로 아주 천천히 이동하는 현상         - 전신주, 나무 혹은 비석이 기울어 지는 현상을 통하여 파악 가능         - 수 mm/year ∼ 수십 mm/year의 속도 그림 9.15

14 입상류(Granular flow) – 토류(Earth flow) - 1m/day ∼ 수백 m/h의 속도
    - 폭우에 의하여 포화된 퇴적물에서 발생    - 상부에는 급경사면을 이루고 하부에는 혀 모양의 형태 - 한국 산사태의 주요 형태 그림 9.9 태풍 루사에 의한 강릉지역의 산사태 현황(2002년)- 토류

15 산사태 1. 산사태 정의 “ 다량의 암석이나 쇄설물질, 토사 등이 급격하게 경사면을 따라 아래로 이동하는 현상 “ “a wide range of ground movement, such as rock falls, deep failure of slopes, and shallow debris flows. Gravity acting on an over steepened slope is the primary reason for a landslide.” 재산과 생명 - 지질공학적 중요 연구대상

16 2) 산사태 발생원인 a) 지진 충격에 의한 산사태 발생
Landslide scar, City Creek Canyon 1998. 지진규모와 산사태 발생면적(Keefer, 1984)

17 산사태 발생원인 b. 전단응력의 증가 1) 강이나 하천의 물결, 빙하, 파도 등이 사면의
1) 강이나 하천의 물결, 빙하, 파도 등이 사면의 끝(toe)부분을 약화시키는 경우 -밑도려냄       2) 광산, 지하굴착 등 인간활동의 영향에 의한 사면각 증가 3) 강우에 의한 하중증가 그림 9.27 그림 9.26

18 산사태 발생원인 c. 지하수의 potential 증가 하중 증가 공극수압(pore pressure)의 증가
강우 – 지하수위 증가 – 공극수압증가 전단강도의 감소 – 점토, 셰일, 느슨한 모래가 포화되면 전단강도 감소 g.w.t.1 g.w.t.2

19 산사태 발생원인 d) 유속 증가에 의한 세굴 작용 예) 태풍 루사에 의한 강릉지역의 산사태 현장 e) 화산분출 :
용암이나 화산쇄설물이 거대한 이류 발생    예) 콜롬비아의 Nevada Del Ruiz 화산