무한사면 안정 계산기
점착력·내부마찰각·경사각·깊이로 무한사면법 안전율(FS)을 구합니다. 지하수 침투가 있을 때와 없을 때를 나눠 비교합니다.
안전율 FS
1.382
여유 있음
계산 방법
- 1흙의 점착력(c′)과 내부마찰각(φ′), 단위중량을 입력합니다.
- 2비탈 경사각(β)과 파괴면까지의 깊이(z)를 입력합니다.
- 3지하수(침투) 유무를 고르면 그 조건의 안전율(FS)이 나옵니다.
자주 묻는 질문
비탈 길이가 파괴 깊이보다 훨씬 길고(경험적으로 10배 이상), 파괴면이 지표면과 나란한 평면에 가까운 "표층 붕괴"(장마철 얕고 넓게 미끄러지는 산사태가 전형적입니다)에서는 잘 맞습니다. 깊고 둥근 원호 파괴나 비탈이 짧은 경우는 Bishop 간편법 같은 원호 해석이 더 정확하며, 이 계산기 범위 밖입니다.
FS<1이면 이론상 그 순간 미끄러집니다. 실무에서는 흙 정수(c′·φ′)의 불확실성과 지진 등을 감안해 FS≥1.3~1.5 이상을 목표로 삼는 경우가 많지만, 이는 설계기준마다 다른 관행값이지 절대 기준이 아닙니다. 이 계산기의 값 자체를 안전 판정으로 쓰지 마세요.
물이 흙 입자 사이를 밀어내는 간극수압(u)이 유효응력(σ′=σ−u)을 깎아 마찰에 의한 전단강도를 직접 줄이기 때문입니다. 비탈면과 나란히 침투가 있고 지하수위가 지표까지 찬 경우 유효단위중량이 포화단위중량의 절반 수준(물속에서 가벼워지는 것과 같은 원리)까지 떨어져, 점착력이 없는 흙에서는 안전율이 거의 정확히 절반이 됩니다. 장마철 산사태가 급증하는 이유이기도 합니다.
이 계산기는 "지하수 없음"과 "지하수가 지표까지 차 침투가 비탈면과 나란한 경우" 두 가지만 다룹니다. 중간 수위는 습윤·포화 단위중량을 깊이별로 섞어야 해 계산이 복잡해지므로 범위 밖입니다. 실무에서는 두 경우 사이 값으로 가늠하되, 정확한 값이 필요하면 전문가의 원호 해석을 받으세요.
점착력이 0이면 안전율 식에서 깊이가 분자·분모 양쪽에서 지워져 결과에 영향을 주지 않습니다 — 이때 FS는 오직 내부마찰각과 경사각으로만 정해집니다. 점착력이 있으면 얕을수록 점착력의 상대적 기여가 커져 FS가 높아지므로, 이 경우는 깊이가 결과에 그대로 반영됩니다.
알아두면 좋은 점
- 파괴면이 비탈면과 나란한 평면이라고 가정하는 무한사면법입니다. 원호 파괴, 깊은 파괴, 비탈이 짧은 경우는 다루지 않습니다.
- 지하수는 "없음"과 "지표까지 참(침투가 비탈면과 나란함)" 두 경우만 계산합니다. 중간 수위는 범위 밖입니다.
- 공식은 표준 토질역학 교재(Das, Principles/Fundamentals of Geotechnical Engineering)의 무한사면 이론과 구조가 같습니다. 실제 설계에는 지반조사에 기반한 전문가 검토가 필요합니다.
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마지막 검증: 2026년 9월 9일 · 결과는 참고용 추정치입니다.