중력사면이동mass wasting::산사태 정의와 발생 원인
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. 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. 물의 역할
: 지하에는 지하수가 분포
: 지하수에 의한 압력 = 공극 수압(porepressure)
: 공극수압은 심도가 증가할수록 커진다
: 공극수압은 마찰력은 감소시켜 사면의 안정을 저해한다
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
A) 암반사면붕괴 (Slope Failure)
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
사면붕괴 (Slope Failure)
암석 미끄럼사태
층리면처럼 경사진 표면을 따라
암석이 미끄러져 내려가는 현상
쇄설 미끄럼사태
암석, 흙, 식물이 섞여서 미끄러지는 현상
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
슬러리류(Slurry flow) - 이류(mudflow)
- 거의 유체와 같은 흐름, 모래 이하의 크기로 구성
- 1km/h 이상의 속도
- 화산 폭발에 의한 이류
예) 콜롬비아의 Nevada Del Ruiz 화산
Nevada del Ruiz 화산의 이류
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
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
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
2) 산사태 발생원인
a) 지진 충격에 의한 산사태 발생
산사태 발생원인
b. 전단응력의 증가
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
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
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
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