Journal of the Korean Geo-Environmental Society ISSN:1598-0820(Print) 2714-1233(Online) 한국지반환경공학회 논문집

상태평가는 시설물의 안전 및 유지관리를 위해 외관의 결함 및 손상을 조사하는 과정이며, 이를 기반으로 한 안정성 평가로 종합적인 상태를 진단한다. 그러나 국내 비탈면의 상태평가 기준은 관리 주체마다 평가항목과 점수 체계가 일관적이지 않아 범용적인 비탈면 관리시스템이 요구된다. 특히 국내 비탈면 유지관리를 관할하는 국토안전관리원은 평가항목의 선정 근거가 체계적으로 제시되어 있지 않으며, 그 중 인위요인과 손상상태의 점수 기준 또한 미흡한 것으로 판단된다. 특히 육안조사에 의존하는 일부 항목은 주관적 의견이 포함될 가능성이 있어 객관적인 기준을 정립할 필요성이 있다. 본 연구는 동일한 비탈면을 다른 기관의 평가 기준으로 재분류하여 기존 상태평가의 개선 방향을 논의하고자 한다. 이를 위해 현장조사 데이터를 활용한 평가절차를 제안하였고, 연구지역 내 비탈면 124개소 대상으로 분석하였다. 그 결과, 기존 국토안전관리원의 평가결과와 달리 약 70~99%의 비탈면은 C 또는 D등급으로 하향평가되어 위험성이 더 높은 것으로 재분류되었다. 동일한 비탈면임에도 하향평가된 것은 항목별 점수분포 차이로 인해 초래한 것으로 보인다. 이는 상태평가 기준이 실제 비탈면의 위험성을 충분히 반영하지 못한 것을 시사하며, 추후 국내외 기준의 항목별 가중치, 범용성, 실제 붕괴사례와 같은 실효성 측면을 종합적으로 고려하여 개선할 필요성이 있다.

최근 기후변화와 집중호우로 인한 비탈면 붕괴사례가 증가하고 있으며, 고속도로 비탈면 관리 수량의 증가와 노후 비탈면 증가에 따른 비탈면 유지관리 방안 개선의 필요성이 대두되고 있다. 국내 비탈면 위험도 평가는 국토안전관리원의 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침에 따라 평가되며, 총 12가지 평가 항목으로 평가된다. 본 연구는 비탈면 붕괴 이력과 교통량 등을 고려하여 시범구간을 선정하였으며, 시범구간의 비탈면 위험도 평가 표본을 대상으로 분석하였다. 비탈면 위험도 평가의 불확실성 검토는 크게 두 가지 관점으로 구분할 수 있다. 첫 번째는 평가결과의 신뢰성에 대한 분석으로 평가 기준과 평가 점수의 근거와 정성적 판단에 의해 발생할 수 있는 불확실성을 검토한다. 두 번째로 산술 평균으로 종합 점수를 산출하고 등급을 부여하는 점수 체계에 대한 적합성을 분석한다. 분석기법으로 통계적 상관분석 기법인 피어슨 상관계수(Pearson Correlation Coefficient, PCC)분석과 중요도 분석 기법인 릴리프-에프 피처 셀렉션(Relief-F feature Selection)으로 검토함으로써 평가 항목 기준 및 평가 체계의 문제점을 정형화하였다.

지진 정밀구역화(seismic microzonation)는 지진 재해 평가와 구조물 내진설계를 위한 핵심 과정으로, 부지 분류와 지진 응답 분석을 위한 신뢰성 높은 전단파 속도(Vs) 프로파일 확보가 중요하다. 그러나 서울과 같은 대도시에서는 공간적·비용적 제약으로 인해 직접적인 지구물리 탐사가 제한되는 경우가 많다. 본 연구는 지층 정보와 표준관입시험(Standard Penetration Test, SPT) 결과를 포함한 약 22,000개의 시추공 자료와, 241개의 지구물리탐사 자료를 통합적으로 활용하여 서울시 전역의 지진 정밀구역화를 수행하였다. 확률적 및 공간적 이상치 제거 절차를 통해 자료를 정제하고, 지구통계학적 보간법(크리깅)을 적용하여 기반암 심도(H), 상부 토층 평균 전단파 속도(V_S,soil), 30m 깊이 평균 전단파 속도(V_S30), 부지 고유주기(T_G) 등 주요 부지 응답 특성을 산정하였다. 국내 내진설계기준(KDS)에 따라 부지 분류를 수행한 결과, 서울시의 대부분 지역은 S₂(71%)와 S₃(2%)로 분류되었고, 한강 유역을 중심으로 S₄ 등급(14%)이 집중되는 것으로 나타났다. 또한, 시추공별 T_G에 따른 등급 분류를 확인해본 결과 현행 KDS 부지 분류 체계의 개선 필요성을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 통합 분석 방법론과 지진 정밀구역화 결과는 서울시의 지진 재해 예측 및 피해 저감 정책 수립에 있어 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 저영향개발(Low Impact Development, LID) 시설의 침투층에서 미세 입자에 의한 클로깅(clogging) 현상을 실험적으로 검토하였다. 실험실 규모의 토양 칼럼을 이용해 Kaolin 점토가 포함된 고탁도 탁수를 반복적으로 주입하고, 배출 유량, 탁도, 함수율, 유전 상수, 전기 전도도 등 다양한 토양 물성의 변화를 계측하였다. 그 결과, 토양 내 미세 입자의 누적에 따라 침투 지연 시간이 현저히 증가하였고, 이에 따른 배출 유량은 점진적으로 감소하였다. 반면, 초기 탁도 범위(685~1,357 NTU)는 실험이 진행됨에 따라 배출수의 탁도는 1.08~3.57 NTU 수준으로 반복 실험에도 불구하고 점진적으로 감소하였으며, 이는 클로깅이 진행되더라도 토양의 여과 효율이 일정 수준 유지됨을 시사한다. 본 연구는 클로깅으로 인한 수리 성능 저하를 정량적으로 입증하였으며, 향후 LID 시설의 유지관리 및 설계 기준 마련을 위한 기초자료로 활용될 수 있다.