- 국내에는 산악지대가 많기 때문에 각종 도로를 신설할 경우 곳곳에서 산을 절개해야 하는 경우가 불가피하게 발생되며, 그로 인해 암반이 노출된 소위 절개사면을 형성하게 된다. 여기서 인위적인 절개는 불가피하게 되며 기존 암반의 응력상태에서 상호간의 균형을 잃게 도어 사면에 노출된 암괴는 중력에 의한 평형상태를 유지하지 못하게 될 수 있다.
이때에는 암괴의 거동력(driving force)에 의해 여러 가지 형태의 사면파괴 즉, 평면파괴(plane failure), 쐐기파괴(wedge fail), 전도파괴(toppling fail) 및 원호파괴(circular fail) 등을 유발하게 된다. 이러한 암반사면의 일반적인 파괴형태는 토사면의 경우와는 달리 주로 암반 내에 형성된 불연속면(절리, 단층, 층리 등)에 의해 좌우되기 때문에 그의 안정성은 무엇보다 암반의 절리구조에 의해 좌우된다.
또한, 토사 사면의 경우 일반적인 구배 및 표면보호공을 시행하게 되나 대부분 예상치 못한 강우에 의한 포화상태에서 국부적으로나 대규모로 붕괴를 유발하게 된다.

- 사면에 대한 정밀안전진단은 현장조사를 통하여 사면에 내재되어 있는 위험요인이나 기능 및 성능저하상태 등을 판단하여 외관조사 및 각종(물성 및 역학)시험 등의 결과를 분석하여 사면안정성 검토시 기초자료로 활용하고 평사투영 및 한계평형법에 의한 사면해석을 실시하여 현 상태에 따른 사면의 안정성을 검토하고 필요시 적절한 보수/보강을 실시하여 구조적 안정성을 확보함을 목적으로 한다.
- 암반사면은 절토면의 방향과 경사 그리고 층리, 절리, 단층 등 암반내 발달된 불연속면의 주향과 경사간의 상호관계에 따라 파괴발생 가능성과 붕괴형태가 결정된다.
현장에서 측정한 불연속면의 주향과 경사를 평사투영법(Stereographic Projection)에 의하여 Plot하고 절토면의 방향과 경사를 대원(Great Circle)으로 나타내어 도해법에 의하여 암반사면의 안정성을 정성적으로 해석하는 방법을 Graphic Method라 한다.

- 평사투영도에 불연속면의 내부마찰각을 나타내는 Friction Cone과 절토면의 방향과 경사에 의하여 Dayllight Envelope(예상 파괴면이 절토부에 노출되는지 여부 판단에 이용), Topping Envelope(전도 파괴 발생 가능성 판단에 이용)를 작도하면 피괴발생 여부와 파괴형태를 추정할 수 있다.
- 토사사면의 안정해석은 일반적으로 Slope/W와 Talren 97 Program을 사용한다.
최소안전율을 구하기 위하여 여러 가지 해석방법을 선택할 수 있고 복잡한 지형, 다층지반, 외부하중, 지진하중 등을 고려할 수 있다. 보통의 사면안정 해석시에는 Bishop의 간편법을 이용한다. Janbu의 간편법은 Spencer 방법에 비해 다소 안전측으로 계산되는 반면 Bishop의 간편법은 Spencer 방법과 유사한 결과를 보인다.
Janbu의 방법으로 해석할 경우 파괴면이 사면위를 급경사로 지나거나 흙의 강도정수를 점착력위주로 정해진 해석단면에 대해서는 안전율이 크게 되거나 잘못된 계산결과를 나타낼 수도 있다. 깊은 원호파괴시 해석방법별로 오차가 많이 발생할 수 있으므로 원호파괴 해석시에는 일반적으로 Bishop의 방법이 추천된다.(한국지반공학회, 1994)


<절토사면 안전율 적용기준>
구 분 적용 안전율 안전율 기준 참 조
건 기 Fs : 1.5 Fs≥1.3 ∼ 1.5 - NAVFAC-DM 7.1∼329 : 하중이 오래 작용할 경우
- 일본도로공단(도로설계 요령)
- 한국도로공사 : 일축, 삼축압축시험에 의해 강도를 구한 경우
(도로설계요령, 76)
우 기 Fs : 1.2 Fs≥1.1 ∼ 1.2 - 영국 National Coal Board
- 건교부
지진시 Fs : 1.1 Fs≥1.1 ∼ 1.2 - 캐나다(MINES BRANCH, 1972)

< 토층 및 풍화암 >

건기시 - 지하수위 고려안함
우기시 - 지하수위는 GL -3.0m에 위치(1996. 도로설계실무편람)
우기시 - 지하수위는 지표면에 위치(2006. 건교부 비탈면 설계기준)

< 암반 >
건기시 - 인장균열면이나 활동면을 따라 수압이 작용되지 않음.
우기시 - 인장균열면이나 활동면을 따라 작용되는 수압을 Hw=0.5H로 가정하여 적용.
점검부위 점 검 항 목 점검장비
사면손상상태 면밀한 육안검사
1. 파괴징후
- 인장균열, 이완암괴 규모
- 사면 및 구조물 변형 상태
2.파괴현황
- 파괴유령, 위치, 규모 등
- 카메라
- 필기도구
- 줄자
- 지질용 해머
- 클리노컴파스
- 거리측정기
- GPS(위치측정기) → 도면사용가능
- 슈미트해머
- 토양경도계
사면손상상태 면밀한 육안검사
1. 지반상태
- 토질 조건 및 토층 심도
- 토질의 연경도
- 절리 경사 및 방향
- 절리간격, 거칠기, 연장 등의 상태
2. 사면형상
- 사면 경사 및 집수지형
3. 자연적 외부 요인 상태
- 강우 및 지하수 상태(필요할 경우 지진 하중)
4. 인위적 외부 요인 상태
- 절취 상태, 배수 조건
- 표면 보호 및 보강공 상태

간단한 측정

-반발경도법에 의한 강도 조사
(슈미트해머, 토양경도계)
시험
(안전성평가시)
안정해석을 위한 지반정수 분석
-토질시험
전단시험(점착력, 첨두마찰각, 잔류마찰각), 표준관입시험

-암석시험
일축압축강도(코어시료 획득 불가시 점하중시험으로 환산), 절리면 직접전단시험(점착력, 내부마찰각)
물성시험 : 단위중량, 탄성계수, 포아송 비
- 토질/암석물성시험


점검부위 진 단 항 목 검사장비/방법
사면 손상 상태 조사 파괴 징후 조사
- 인장균열 : 유/무, 폭, 길이, 깊이, 균열의 진행성여부
- 지반변형 : 유/무, 변형범위, 변형방향, 최대 변위량
- 구조물변형 : 유/무, 구조물 유형/규모, 변형범위, 변형방향, 최대 변위량
줄자, 클리노컴파스, 균열측정기 육안조사 등
파괴 현황 조사
- 파괴 유형
- 파괴부위의 위치
- 파괴 발생 규모 : 폭, 길이, 깊이, 높이
거리측정기, 카메라, 줄자, 클리노컴파스, 육안조사 등
사면 파괴 요인 조사 지반상태
- 토질 및 지반조건, 토층 두께
- 대표적인 절리의 특성 (주향/경사, 절리상태) : 길이, 틈새, 거칠기, 충전물, 풍화도
거리측정기, 클리노컴파스, 줄자, 프로파일게이지, 지질해머, 육안조사 등
사면형상
- 사면경사, 집수지형
클리노컴파스, 육안조사 등
자연적 외부요인
- 강우량 (시간당 강우량, 1일 강우량, 누적강우량)
- 지하수위
강우자료 참조 시추조사 육안조사 등
인위적 외부요인
- 표면보호공 상태
- 절취 상태
- 사면 보강공 상태
- 배수조건
육안조사 등
지표·지질 ·지반조사 및 시험 토질 및 암석 물성시험
- 암석 : 일축압축강도시험(코어시료 획득 불가시 점하중시험으로 환산), 절리면 직접전단시험(점착력, 내부마찰각), 단위중량, 탄성파속도, 탄성계수, 포아송 비
- 토질 : 토사 전단강도(삼축, 직접) 시험, 표준관입시험, 토질 분류(함수비, 애터버그 한계, 비중, 입도시험) 등

지표, 지질조사

- 지질구조대(단층, 습곡, 파쇄대) 조사
- 선조사법(또는 창조사법)을 이용한 절리특성 자료획득

물리탐사

(법면의 상태를 관찰하기 어려운 경우 실시)
- 전기비저항 탐사, 탄성파 탐사, GPR 탐사 등 중 1가지 이상 실시

시추조사

- 시추코아 채취
- 지하수위 측정
- 시추공내 절리방향성 분석
물리탐사,
토질/암석물성시험,
시추조사,
선(창)조사법
육안조사 등