암반공학 7조 Term Project 아차산 암반조사 및 평가

목 차 개 요 실 습 도 구 Site 조사 및 정리 대표 불연속면에 대한 입체투영도 암반에 대한 전반적 정리 및 고찰

개 요 (1/2) 한 학기동안 학습한 내용의 실제 적용을 위하여 암반평가 광물과 암석에 관하여 광물(Minerals) 개 요 (1/2) 한 학기동안 학습한 내용의 실제 적용을 위하여 암반평가 광물과 암석에 관하여 광물(Minerals) 화학적 “원소”로 표시할 수 있는 화학물질 자연적 존재, 무기물이며 고체 결정구조를 일반적으로 가짐 암석(Intact rock) 수많은 광물의 집합체, 균열이 없는 돌의 시편 우리가 조사할 암반 : 흙을 제외한 협의의 지반을 의미 암반은 암석과 불연속면을 포용하는 큰 의미의 단어 이번 학기 배운 내용을 기준으로 암반에 대하여 공학적으로 조사,평가

클리노컴파스(Cilno compass)를 이용하여 암반의 주향, 경사를 판별중인 모습 개 요 (2/2) 평가의 주요 내용 Site의 선정 암반의 물리적 특성 조사 암반 불연속면 조사 암반 분류 대상지역 암반 평가 클리노컴파스(Cilno compass)를 이용하여 암반의 주향, 경사를 판별중인 모습

조 사 도 구 슈미트 햄머 대상 암반에 손상없이 일축압축강도를 추정하는 비파괴 실험기 클리노 컴파스 주향과 경사를 측정하는데 조 사 도 구 슈미트 햄머 대상 암반에 손상없이 일축압축강도를 추정하는 비파괴 실험기 클리노 컴파스 주향과 경사를 측정하는데 사용하는 간단한 컴파스 줄자 불연속면의 틈새, 길이, 간격 등을 측정 분필, 테이프 암반에 필요한 각종 표시를 하는데 사용 1 2 3 4

Site 조사 및 정리 (1/28) 조 사 암반 선정 스캔라인 설정 오른쪽 윗 그림은 우리 조가 선정한 조 사 암반 선정 오른쪽 윗 그림은 우리 조가 선정한 암반입니다. 불연속면을 자세히 조사하기 위해 불연속면을 많이 포함한 화강암질 암반을 선택 하였습니다. 스캔라인 설정 오른쪽 아래 그림은 스캔라인을 선정하는 장면입니다. 스캔라인은 되도록 많은 절리가 포함될 수 있도록 가로 방향으로 1.2m×3개 세로 방향으로 1.5m×3개 총 6개를 선정하였습니다.

Site 조사 및 정리 (2/28) 스캔범위 설정 스캔라인 스케치 오른쪽 위 그림은 스캔범위와 스캔라인입니다. 그림에서 1로 표시한 라인은 bound line입니다. 스캔라인 스케치 오른쪽 아래 그림은 스캔라인을 스케치하는 장면입니다. 스케치 시에는 평가할 대상 불연속면이 최대한 실제와 같이 표현하는데 중점을 두고 임하였습니다. 1

Site 조사 및 정리 (3/28) 각 불연속면의 길이 및 틈새 측정 각 불연속면의 주향 및 경사의 측정

Site 조사 및 정리 (4/28) 슈미트 해머 반발계수 측정 슈미트 헴머의 반발경도를 이용한 일축압축강도의 추정 측점 평균 반발경도 타격각도 일축 압축강도 평균일축 압축강도 (MPa) 1 36 38 40 38 38 38 80 80.3 2 34 32 28 36 36 32.7 59 3 34 32 40 44 48 39.3 80 4 32 42 42 46 40 41.3 90 5 52 50 42 50 46 48.7 135 6 34 34 28 36 34 34 64 7 32 34 30 30 36 32 56 8 38 40 40 40 44 40 85 9 32 34 42 36 44 37.3 74

1번 Scan line에 대한 불연속면의 측정값 Site 조사 및 정리 (5/28) 1번 Scan line에 대한 불연속면의 측정값 불연속면 틈새 (aperture) (cm) 길이 (length) Reference line 1-1 0.2 60 1-2 0.5 80 1-3 0.1 125.8 1-4 2 79 1-5 25 1-6 2.5 65.5 average 0.92 72.6 주향 경사 20SW N60W 18SE N60E 20SE N40E 40SW N58W 43SW 41SW 간격 (spacing) (cm) 29 16.5 8 8.5 28.4 34.8 24.8 Sum : 150

Site 조사 및 정리 (6/28) 불연속면의 방향성 표시 (표시체계 : 경사방향/경사)

Site 조사 및 정리 (7/28) 불연속면의 계량화를 통한 RQD의 추정 Sample line에 의한 불연속면의 산정

Site 조사 및 정리 (8/28)

2번 Scan line에 대한 불연속면의 측정값 Site 조사 및 정리 (9/28) 2번 Scan line에 대한 불연속면의 측정값 불연속면 틈새 (aperture) (cm) 길이 (length) Reference line 2-1 1.3 61.5 2-2 2.5 125.8 2-3 1.8 82,5 2-4 0.2 66.8 2-5 3 73.6 2-6 1 115 average 1.63 87.5 주향 경사 18SW N60W 32SE N45E 20SW N58W 21SW N45W 51SW N53W 40SE N40E 간격 (spacing) (cm) 13.5 16 8 53 35.5 10.5 Sum : 150

Site 조사 및 정리 (10/28) 불연속면의 방향성 표시 (표시체계 : 경사방향/경사)

Site 조사 및 정리 (11/28) 불연속면의 계량화를 통한 RQD의 추정 Sample line에 의한 불연속면의 산정

Site 조사 및 정리 (12/28)

3번 Scan line에 대한 불연속면의 측정값 Site 조사 및 정리 (13/28) 3번 Scan line에 대한 불연속면의 측정값 불연속면 틈새 (aperture) (cm) 길이 (length) Reference line 3-1 2.5 125.8 3-2 0.6 21.5 3-3 2.4 82,5 3-4 2 115 3-5 0.8 73.6 3-6 0.3 51 average 1.43 78.2 주향 경사 28SE N51E 31SE N75E 31E N90 42SE N57E 55SW N60W 20SE N60E 간격 (spacing) (cm) 8 24 38 37.5 28 9 5.5 Sum : 150

Site 조사 및 정리 (14/28) 불연속면의 방향성 표시 (표시체계 : 경사방향/경사)

Site 조사 및 정리 (15/28) 불연속면의 계량화를 통한 RQD의 추정 Sample line에 의한 불연속면의 산정

Site 조사 및 정리 (16/28)

4번 Scan line에 대한 불연속면의 측정값 Site 조사 및 정리 (17/28) 4번 Scan line에 대한 불연속면의 측정값 불연속면 틈새 (aperture) (cm) 길이 (length) (cm) 주향 경사 간격 (spacing) (cm) Reference line 37 4-1 2.8 125.8 N58E 28SE 16 4-2 1.3 61.5 N60W 18SW 67 average 1.43 93.7 Sum : 120

Site 조사 및 정리 (18/28) 불연속면의 방향성 표시 (표시체계 : 경사방향/경사)

Site 조사 및 정리 (19/28) 불연속면의 계량화를 통한 RQD의 추정 Sample line에 의한 불연속면의 산정

Site 조사 및 정리 (20/28)

5번 Scan line에 대한 불연속면의 측정값 Site 조사 및 정리 (21/28) 5번 Scan line에 대한 불연속면의 측정값 불연속면 틈새 (aperture) (cm) 길이 (length) (cm) 주향 경사 간격 (spacing) (cm) Reference line 37 5-1 1.2 66.8 N60W 30SW 30.5 5-2 2.6 102.5 42SE N2E 29.5 5-3 2.6 79 50SW N55W 23 average 2.13 82.8 Sum : 120

Site 조사 및 정리 (22/28) 불연속면의 방향성 표시 (표시체계 : 경사방향/경사)

Site 조사 및 정리 (23/28) 불연속면의 계량화를 통한 RQD의 추정 Sample line에 의한 불연속면의 산정

Site 조사 및 정리 (24/28)

6번 Scan line에 대한 불연속면의 측정값 Site 조사 및 정리 (25/28) 6번 Scan line에 대한 불연속면의 측정값 불연속면 틈새 (aperture) (cm) 길이 (length) Reference line 6-1 1.8 51 6-2 1 115 6-3 2.2 102.5 6-4 0.2 29 6-5 38.5 6-6 53 average 1.07 64.8 주향 경사 20SW N50W 26SE N50E 39SW N3W 40SE N20E 45SW N8W 35SW N10W 간격 (spacing) (cm) 30 12.5 20 3 34.5 4 16 Sum : 120

Site 조사 및 정리 (26/28) 불연속면의 방향성 표시 (표시체계 : 경사방향/경사)

Site 조사 및 정리 (27/28) 불연속면의 계량화를 통한 RQD의 추정 Sample line에 의한 불연속면의 산정

Site 조사 및 정리 (28/28)

암반의 분류 RMR(Rock Mass Rating)분류법의 간단한 설명 1937년 남아공아국의 Bieniawski가 개발, 1979년 일부수정 사면, 기초지반, 터널의 암반을 분류하는데 매우 유용함 다음 5개의 Parameter를 기본으로 분류 Strength of rock (암석의 압축 강도) Drill core quality (RQD : Rock Quality Designation) Spacing of joints (절리의 간격) Condition of joints (절리의 상태) Groundwater condition (지하수의 상태) 각 요소에 점수를 할당 후 100점 만점으로 합산하는 방식 20점 간격으로 5개 등급으로 분류 ※ 절리의 방향이 점수에 감점요인으로 작용

암반의 분류 Q-분류법(Rock mass quality-System)의 간단한 설명 1974년 노르웨이 지반공학연구소(NGI)의 Barton, Lien & Lunde에 의하여 제안됨 사례연구 분석에 근거하여 제안됨 정량적 분류체계로서 터널 지보 설계가 가능한 공학적 분류 시스템 암반의 전단강도에 주안점을 둔 분류법으로 현장응력 고려 절리의 방향성을 고려하지 않음 다음과 같은 단점에 의해 제한적으로 사용됨 일반적인 시추조사로는 6요소를 합리적으로 파악하기 곤란함 조사 숙련도에 따라 오차가 커지고 6요소를 곱하거나 나누어 Q값을 구하므로 오차가 커지는 경향이 있음.

실제 암반의 분류 실제 Scan-line별 분류(RMR분류법에 의함)

실제 암반의 분류

분류 결과 6개의 Scan-line에 대하여 RMR분류법을 기초로 평가 각 암반의 총점의 평균은 65.3이고 위의 표에 의하여 분류 II로 좋은 암반으로 평가가 가능하였다. RMR과 Q값 사이에 RMR=9 ln Q +44 를 이용하여 Q값을 추정하면 Q값은 10.7이고 다음의 그래프에서 살펴보면 좋은 암반으로 평가가 가능하다.

대상지역 암반 평가  RMR값과 터널의 자립시간과의 관계와 이를 이용한 스팬길이의 결정

대상지역 암반 평가 대상 지역의 활용성 평가 (터널) 불연속면 평균 경사 : 35°~ 40° 실습 현장 방향에서 터널 굴착 시 굴진 방향에 역경사 : ‘불리’ RMR값에 -10점 보정 : 55.3 실습현장 반대편에서 터널 굴착에 유리

대상지역 암반 평가 대상 지역의 활용성 평가 (기초) 암석의 이방성이 강도에 미치는 영향을 고려 불연속면 평균 경사에 비추어 봤을 때 수직 하중에 대한 강도가 경사 0°에 비해 현저히 낮음 기초로서의 암반 평가는 ‘불리’함

대상지역 암반 평가 대상 지역의 활용성 평가 (사면) 경사 방향이 사면과 일치하는 방향임 이 지반에 도로, 절토 시 붕괴의 위험이 클 것으로 판단됨 도로나 부지로 이용하려 한다면 rock blot나 말뚝과 같은 보강이 필요함

대표 불연속면 입체 투영도 대표 불연속면 입체 투영도를 통해 플랜지-트랜드 방향을 구하는 목적 두 불연속면 투영도의 만나는 방향을 트랜드라 함 트랜드 방향으로 두 개 이상의 파괴면을 형성함으로써 쐐기 파괴의 가능성이 큼 쐐기 파괴가 일어날 것인지 예측이 필요함 파괴 가능성이 높으므로 공사 시 주의가 필요함

대표 불연속면 입체 투영도 Scan line No.1 & No.2 의 대표 불연속면 입체 투영도 ② 135° / 32° ③ 130° / 20° ④ 212° / 40° 플랜지-트랜드 : 30°-153° ② 135° / 32° ③ 212° / 20° 플랜지-트랜드 : 28°-190°

대표 불연속면 입체 투영도 Scan line No.3 & No.4 의 대표 불연속면 입체 투영도 ③ 90° / 31° ④ 50° / 42° 플랜지-트랜드 : 33°-100° ① 148° / 35° ② 210° / 18° 플랜지-트랜드 : 20°-220°

대표 불연속면 입체 투영도 Scan line No.5 & No.6 의 대표 불연속면 입체 투영도 ① 210° / 30° ③ 251° / 50° 플랜지-트랜드 : 5°-135° ① 220° / 20° ② 140° / 20° 플랜지-트랜드 : 20°-180°

감사합니다