급경사지 산지 붕괴 유형

급경사지 산지 붕괴 유형

• 산지 붕괴는 자연비탈면에서 발생되는 산비탈면에 있는 물질이 중력방향으로 떨어지거나 미끄러지는 모든 현상 즉, 산사태를 통칭하는 용어이다.
• Skempton and Huchinson(1969)은 산사태를 비탈면 경계부에서 생긴 전단파괴에 의해 흙덩이 또는 돌덩이가 아래로 내려오는 것이라 정의하였으며, Cruden(1991)은 비탈면 하부로 암반 또는 토석류가 군집(mass)의 형태로 이동하는 현상이라고 정의하였다.
• 산사태는 지형변화의 한 과정으로 이해 할 수 있으나, 그 결과가 인간생활 권역에 피해를 입히기 때문에 재해로 분류되고 이와 같은 재해에는 산사태를 비롯하여 지진, 홍수, 화산폭발 등이 있으며, 그 발생에 대한 예측이 거의 불가능하거나 아주 어려운 자연현상이다.(Smith, 1966).
• 산사태는 형태, 생성 메커니즘 및 매질에 따라서 여러 가지 종류(type)로 분류되는데, Varnes(1978)는 형태에 따라 낙반(fall), 전도(topple), 활동(slide), 퍼짐(spread) 및 유동(flow)의 5가지로 구분하고 각 형태별 사태물질의 종류에 따라 용어를 제안 하였으며, EPOCH(European Community Programme, 1993)에서도 사태의 형태와 발생 매질에 따른 분류법을 제시하였다.
• 그리고 산사태 발생 원인이 단일작용에 의한 것인가 또는 복합작용에 의한 것인가의 여부에 따라 단일(single) 또는 복합(multiple or compound)이라는 용어를 사용하기도 한다(Brunsden, 1985 ; Hutchinson, 1988).
• 산사태는 전술한 바와 같이 여러 학자들에 의해 정의되고 분류되고 있는데, 아래 그림은 주요 산사태 형태에 대해서 그 특징을 일반인들도 쉽게 알 수 있도록 미국지질조사소(USGS)에서 제작한 모식도이다.(Highland and Johnson, 2004).
• 주요 산사태 유형 중 활동(slide)은 회전형 활동(rotational slide)과 전이형 활동(translational slide)으로 구분되는데 전자의 경우는 파괴가 일아난 사태면이 위로 오목한 형태를 보이면서 사태물질은 곡면을 따라 이동하는 반면에 후자의 경우는 비교적 평평한 파괴면을 따라 사태물질이 직선적으로 아래로 이동하는 것이다.
• 블록 활동(block slide)은 단일 블록 또는 응집력을 가지는 몇몇의 블록이 전이형 활동의 형태로 붕괴되는 형태이다.
• 낙석(rockfall)은 급경사의 비탈면이나 절벽에서 암석이 파괴되어 하부로 떨어지는 형태이며, 전도(topple)는 단열에 의해 분리된 암석이 중력의 작용에 의해 전방으로 회전하면서 붕괴되는 형태이다.

형태에 따른 산지 붕괴의 분류

 

• 유동(flow)은 5가지의 주요 형태로 나뉘는데, 먼저 토석류(debris flow)는 토층, 암편, 유기물질, 공기 및 물 등이 섞여 곤죽의 상태로 비탈면 하부로 흘러가는 현상이며, 사태물질 내에 자갈보다 작은입자로 구성된 세립물질의 함유량이 전체의 50% 이하이면서, 집중호우나 눈(snow)의 녹음으로 인해 표층에 급격한 물의 흐름이 생길 때 발생한다.
• 일반적으로 토석류가 발생되는 지반은 비교적 암반강도가 강한 암반면 위에 얇은 토층이 형성되어 있는 형태이고 토층은 주로 큰 암괴가 혼합된 붕적층이 주를 형성하고 있으며, 암괴의 크기는 매우 다양하게 분포한다.
• 토석류는 호우에 의해 계곡 주변의 비탈면이 붕괴하여 그 붕괴토사가 하상퇴적물과 함께 계곡을 흘러내리는 경우와 붕락한 토사가 계곡의 어느 지점을 일시적으로 막고 그 뒤를 따르는 계곡류에 의해 일시에 붕괴하면서 발생되는 경우로 나눌 수 있다.
• 토석류의 붕괴규모는 전면부에서 큰 규모를 예측하기가 어려운 상태이나, 발생 규모에 따라 붕괴가 발생한 연장이 수십m~수km에 이르기가까지 매우 다양한 규모를 보인다.
• 토석류가 발생된 계곡부의 경사는 계곡부의 경사에 따라 10~50˚의 범위로 매우 다양하며, 경사가 급할수록 이동암괴의 크기 및 수량에 큰 차이를 보이고, 계곡부의 나무와 큰 규모의 암괴를 쓸고 내려오는 경우가 많다.
• 토석류가 유입되게 되면 도로하부 횡배수관 기능을 마비시키게 되며, 도로를 월류하는 토석류가 이동되는 경우가 많다.

토석류 발생 사례

 

• 토석류의 흐름 특성은 구성 물질에 따라 변하게 구분되고 이러한 구성 물질은 기후, 기상, 지형, 토지 이용 상황 등에 따라 다양하게 변하게 되어 토석류의 유동 특성을 결정하는 중요한 역할을 하게 된다.
• 따라서 토석류의 유동 특성을 파악하기 위해서는 구성 물질의 특성을 규명하는 것이 반드시 필요하며 이를 토대로 실험이나 현장 모니터링 등의 방법을 통해 검증한 후 설계 등을 적용해야 한다.
• 토석류 발생은 크게 다음의 세가지 유형으로 시작되며, 각 유형별 구분은 토석류 발생 현장조사를 통해 구분할 수 있으나 엄밀한 구분은 어렵다고 볼 수 있다.
• 강우시 자연비탈면 파괴로 인한 쇄설물의 이동
• 계곡유량으로 인한 계곡 바닥과 측벽의 세굴, 침식물의 이동
• 계곡내 퇴적전 자연 토사댐의 붕괴로 인한 쇄설물의 이동
• 국내에서 일반적인 토석류 시작은 경사가 급한 계곡상부에서 표층붕괴의 형태로 시작되는 사례가 우세하다.
• 토석 애벌란취(debris avalanche)는 토석류의 아주 급격한 흐름을 의미하며, 토류(earthflow)는 그 형태가 모래시계 모양인 것이 특징인데 비탈면물질의 액상화가 진행되면서 비탈면 상단부가 함몰되면서 발생하며 주로 세립질 물질이나 점토를 함유하는 암석으로 구성된 비탈면이 물에 의해 포화된 상태에서 나타난다.
• 이류(mudflow)는 토류의 형태이면서 비탈면물질이 충분히 유동할 수 있을 만큼의 수분을 함유했을 때 발생하며, 사태물질에는 모래, 실트 및 점토 크기의 입자들이 적어도 50% 이상 포함되어 있는 경우이며, 포행(creep)은 비탈면 물질이 비탈면 하부로 아주 서서히 이동하는 현상을 일컫는다.

 

출처 : 급경사지 관리 실무편람