Optimum Design of a Simple Slope considering Multi Failure Mode

Kim, Hyun-Ki; Shin, Min-Ho; Choi, Chan-Yong

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2010;10(6):73-80.
Published online December 31, 2010.

다중 파괴모드를 고려한 단순 사면의 최적 설계

김현기, 신민호, 최찬용

Optimum Design of a Simple Slope considering Multi Failure Mode

Hyun-Ki Kim, Min-Ho Shin, Chan-Yong Choi

Abstract

Conventional slope stability analysis is focused on calculating minimum factor of safety or maximum probability of failure. To minimize inherent uncertainty of soil properties and analytical model and to reflect various analytical models and its failure shape in slope stability analysis, slope stability analysis method considering simultaneous failure probability for multi failure mode was proposed. Linear programming recently introduced in system reliability analysis was used for calculation of simultaneous failure probability. System reliability analysis for various analytical models could be executed by this method. Optimum design to determine angle of a simple slope is executed for multi failure mode using linear programming. Because of complex consideration for various failure shapes and modes, it is possible to secure advanced safety by using simultaneous failure probability.

Key Words: Slope Stability; System Reliability; Multi-failure Mode; Optimum Design

요지

최저 안전율 또는 최대 파괴확률을 기반으로 하는 기존의 사면안정해석에 대하여, 지반물성과 해석모델이 갖는 고유 불확실성을 최소화하고, 사면안정해석에서 다양한 안정해석모델과 그에 따른 파괴형상을 반영할 수 있도록, 다중 파괴모드를 고려한 사면의 신뢰성해석기법을 제안하였다. 파괴확률의 산정에는 체계 신뢰성해석분야에서 최근 도입된 선형계획법에 의한 최적화를 이용하였다. 이를 통하여 여러 가지 해석모델을 신뢰성 기반으로 동시에 고려하여 해석할 수 있다. 선형계획법에 의한 다중 파괴 모드를 고려한 파괴확률 산정기법을 이용하여 단순 사면의 경사도 결정을 위한 최적 설계를 검토하였다. 그 결과, 동시 파괴확률을 이용하면, 대상으로 하는 사면안정해석모델과 파괴형상 및 파괴확률을 복합적으로 고려할 수 있기 때문에 개선된 안전성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

핵심용어: 사면안정; 체계 신뢰성해석; 다중파괴모드; 최적 설계