[보고서] 영화 〈안시성〉 토산 붕괴 작전의 공학적 재해석: 굴착·지보·침투에 따른 토질역학적 붕괴 메커니즘 가설
1. 작전 배경 및 토목 기술자 우대의 공학적 역할
가. 전략적 환경 및 인적 자원 분석
ㅇ (노역 부대장 우대의 전문성) 평생을 흙과 현장에서 보낸 실무 전문가로서, 성벽을 압도하는 거대 토산의 구조적 취약점을 간파함.
ㅇ (지반 공학적 전술 채택) 정면 승부가 불가능한 상황에서 지하 공간을 활용한 구조적 붕괴 유도라는 고도의 공학적 전략을 수립함.
나. 토산(Embankment)의 구조적 특성 고찰
ㅇ (급속 성토의 위험성) 60일간의 단기 시공으로 인해 내부 다짐도가 불량하며, 자중으로 인한 과잉 간극 수압이 내재된 불안정한 구조임.
ㅇ (성토 속도와 안전율의 상관관계) 성토 속도가 지반의 전단 강도 증진 속도를 상회할 경우, 내부 간극 수압의 소산이 지연되어 사면 안정에 대한 안전율(Fs)이 임계치 이하로 급격히 저하됨.
ㅇ (지지 지반의 조건) 경사 지형에 축조된 거대 하중물로서, 기초 지반의 전단 응력이 이미 임계치에 근접해 있는 상태로 추정됨.
2. 지하 굴착 및 지보 체계 분석 (Tunneling & Timbering)
가. 굴착 공법 및 갱도 설계 메커니즘
ㅇ (지하 터널 공법 적용) 토산 하부의 응력 집중 구간을 정밀 타격하기 위해 성벽 아래에서 토산 중심부로 향하는 지하 갱도를 굴착함.
ㅇ (공학적 공동 형성) 인위적인 공동(Cavity)을 형성함으로써 상부 토산의 하중 지지 경로를 차단하고 구조적 불연속면을 생성함.
나. 지보공(Timbering)의 역할과 한계
ㅇ (동바리 및 지보재 설치) 굴착 시 발생하는 즉시 침하를 방지하고 작전 수행 시간을 확보하기 위해 목제 동바리를 정밀 배치함.
ㅇ (하중 전이 및 평형) 설치된 지보재가 토산의 거대 하중을 일시적으로 지지하며 구조적 평형 상태를 유지하도록 설계함.
3. 침투 및 전단 파괴 메커니즘 (Infiltration & Shear Failure)
가. 강우에 따른 침투 및 간극 수압 변화
ㅇ (투수 특성 활용) 집중 호우로 인한 상향 침투류가 발생하며 흙 입자 사이의 간극 수압이 급격히 상승하는 원리를 이용함.
ㅇ (유효 응력의 감소) 테르자기(Terzaghi)의 유효 응력 원리에 따라 수압 상승이 유효 응력의 급감을 초래함.
나. 전단 강도 약화 및 연쇄 붕괴 가설
ㅇ (파괴 포락선 도달) 유효 응력 감소는 흙의 전단 강도를 약화시켜 모어-쿨롱 파괴 포락선에 도달하게 함.
ㅇ (인위적 지보 제거) 작전 수행자가 지보재를 직접 제거함에 따라 지지력을 상실한 토산이 지하 공동 방향으로 붕괴하며 거대 사면 파괴를 완성함.
4. 기술사적 고찰 및 토목 기술자의 직업적 소명
가. 우대의 결단과 기술자의 무한 책임
ㅇ (돌발 변수 대응) 화공 실패라는 절체절명의 위기에서 ˝내 자식들이 살 땅이다˝라는 신념으로 직접 사지로 들어가 공정을 완수하는 초인적 책임감을 발휘함.
ㅇ (실천적 기술의 정점) 이론과 기계적 수단이 차단된 극한의 환경에서 본인의 생명을 담보로 지보재를 직접 제거하여 설계된 목표를 달성함.
나. 마지막 웃음에 담긴 공학적 성취와 전우애
ㅇ (설계 성공에 대한 확신) 붕괴 직전 동료들과 나누는 하얀 미소는 본인의 공학적 가설이 증명되어 국가와 가족을 구했다는 기술자로서의 최고의 성취감을 상징함.
ㅇ (기술적 정신의 전승) 흙에서 시작하여 흙으로 돌아가는 토목인의 고귀한 정신을 보여주며, 대한민국 기술사들이 지향해야 할 진정한 소명 의식을 정립함.
