아차산 암반조사 및 평가암반공학 7 조 Term Project

목 차

개 요개 요

실 습 도 구실 습 도 구

Site Site 조사 및 정리조사 및 정리

대표 불연속면에 대한 입체투영도대표 불연속면에 대한 입체투영도

암반에 대한 전반적 정리 및 고찰암반에 대한 전반적 정리 및 고찰

개 요 (1/2)

한 학기동안 학습한 내용의 실제 적용을 위하여 암반평가한 학기동안 학습한 내용의 실제 적용을 위하여 암반평가

광물과 암석에 관하여광물과 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

개 요 (2/2)

평가의 주요 내용평가의 주요 내용

Site 의 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

1 23 4

1.1.슈미트 햄머슈미트 햄머

대상 암반에 손상없이

일축압축강도를 추정하는

비파괴 실험기

2.2.클리노 컴파스클리노 컴파스

주향과 경사를 측정하는데

사용하는 간단한 컴파스

3.3.줄자줄자

불연속면의 틈새 , 길이 ,

간격 등을 측정

4.4.분필분필 , , 테이프테이프

암반에 필요한 각종 표시를 하는데 사용

Site 조사 및 정리 (1/28)

조 사조 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×3 개 세로 방향으로 1.5m×3 개 총 6 개를 선정하였습니다 .

스캔범위 설정- 오른쪽 위 그림은 스캔범위와 스캔라인입니다 . 그림에서 1 로 표시한 라인은 bound line 입니다 .

스캔라인 스케치- 오른쪽 아래 그림은 스캔라인을 스케치하는 장면입니다 . 스케치 시에는 평가할 대상 불연속면이 최대한 실제와 같이 표현하는데 중점을 두고 임하였습니다 .

Site 조사 및 정리 (2/28)

1

각 불연속면의 길이 및 틈새 측정

각 불연속면의 주향 및 경사의 측정

Site 조사 및 정리 (3/28)

Site 조사 및 정리 (4/28)

슈미트 해머 반발계수 측정

측점 반발경도 평균반발경도

일축압축강도타격각도

평균일축압축강도

(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

슈미트 헴머의 반발경도를 이용한일축압축강도의 추정

Site 조사 및 정리 (5/28)

1 번 Scan line 에 대한 불연속면의 측정값

불연속면틈새

(aperture)(cm)

길이(length)

(cm)

Referenceline

1-1 0.2 60

1-2 0.5 80

1-3 0.1 125.8

1-4 2 79

1-5 0.2 25

1-6 2.5 65.5

average 0.92 72.6

주향 경사

20SWN60W

18SEN60E

20SEN40E

40SWN58W

43SWN60W

41SWN58W

간격(spacing)

(cm)

29

16.5

8

8.5

28.4

34.8

24.8

Sum : 150

불연속면의 방향성 표시 불연속면의 방향성 표시 (( 표시체계 표시체계 : : 경사방향경사방향 // 경사경사 ))

Site 조사 및 정리 (6/28)

Site 조사 및 정리 (7/28)

불연속면의 계량화를 통한 불연속면의 계량화를 통한 RQDRQD 의 추정의 추정 Sample line 에 의한 불연속면의 산정

Site 조사 및 정리 (8/28)

Site 조사 및 정리 (9/28)

2 번 Scan line 에 대한 불연속면의 측정값

불연속면틈새

(aperture)(cm)

길이(length)

(cm)

Referenceline

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

18SWN60W

32SEN45E

20SWN58W

21SWN45W

51SWN53W

40SEN40E

간격(spacing)

(cm)

13.5

13.5

16

8

53

35.5

10.5

Sum : 150

Site 조사 및 정리 (10/28)

불연속면의 방향성 표시 불연속면의 방향성 표시 (( 표시체계 표시체계 : : 경사방향경사방향 // 경사경사 ))

Site 조사 및 정리 (11/28)

불연속면의 계량화를 통한 불연속면의 계량화를 통한 RQDRQD 의 추정의 추정 Sample line 에 의한 불연속면의 산정

Site 조사 및 정리 (12/28)

Site 조사 및 정리 (13/28)

3 번 Scan line 에 대한 불연속면의 측정값

불연속면틈새

(aperture)(cm)

길이(length)

(cm)

Referenceline

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

28SEN51E

31SEN75E

31EN90

42SEN57E

55SWN60W

20SEN60E

간격(spacing)

(cm)

8

24

38

37.5

28

9

5.5

Sum : 150

Site 조사 및 정리 (14/28)

불연속면의 방향성 표시 불연속면의 방향성 표시 (( 표시체계 표시체계 : : 경사방향경사방향 // 경사경사 ))

Site 조사 및 정리 (15/28)

불연속면의 계량화를 통한 불연속면의 계량화를 통한 RQDRQD 의 추정의 추정 Sample line 에 의한 불연속면의 산정

Site 조사 및 정리 (16/28)

Site 조사 및 정리 (17/28)

4 번 Scan line 에 대한 불연속면의 측정값

불연속면틈새

(aperture)(cm)

길이(length)

(cm)

Referenceline

4-1 2.8 125.8

4-2

average 1.43 93.7

주향 경사

28SEN58E

18SW1.3 61.5 N60W

간격(spacing)

(cm)

37

16

Sum : 120

67

Site 조사 및 정리 (18/28)

불연속면의 방향성 표시 불연속면의 방향성 표시 (( 표시체계 표시체계 : : 경사방향경사방향 // 경사경사 ))

Site 조사 및 정리 (19/28)

불연속면의 계량화를 통한 불연속면의 계량화를 통한 RQDRQD 의 추정의 추정 Sample line 에 의한 불연속면의 산정

Site 조사 및 정리 (20/28)

Site 조사 및 정리 (21/28)

5 번 Scan line 에 대한 불연속면의 측정값

불연속면틈새

(aperture)(cm)

길이(length)

(cm)

Referenceline

5-1 1.2 66.8

average 2.13 82.8

주향 경사

30SWN60W

간격(spacing)

(cm)

37

30.5

Sum : 120

5-2 2.6 102.5 42SEN2E29.5

5-3 2.6 79 50SWN55W23

Site 조사 및 정리 (22/28)

불연속면의 방향성 표시 불연속면의 방향성 표시 (( 표시체계 표시체계 : : 경사방향경사방향 // 경사경사 ))

Site 조사 및 정리 (23/28)

불연속면의 계량화를 통한 불연속면의 계량화를 통한 RQDRQD 의 추정의 추정 Sample line 에 의한 불연속면의 산정

Site 조사 및 정리 (24/28)

Site 조사 및 정리 (25/28)

6 번 Scan line 에 대한 불연속면의 측정값

불연속면틈새

(aperture)(cm)

길이(length)

(cm)

Referenceline

6-1 1.8 51

6-2 1 115

6-3 2.2 102.5

6-4 0.2 29

6-5 0.2 38.5

6-6 1 53

average 1.07 64.8

주향 경사

20SWN50W

26SEN50E

39SWN3W

40SEN20E

45SWN8W

35SWN10W

간격(spacing)

(cm)

30

12.5

20

3

34.5

4

16

Sum : 120

Site 조사 및 정리 (26/28)

불연속면의 방향성 표시 불연속면의 방향성 표시 (( 표시체계 표시체계 : : 경사방향경사방향 // 경사경사 ))

Site 조사 및 정리 (27/28)

불연속면의 계량화를 통한 불연속면의 계량화를 통한 RQDRQD 의 추정의 추정 Sample line 에 의한 불연속면의 산정

Site 조사 및 정리 (28/28)

암반의 분류

RMR(Rock Mass Rating)RMR(Rock Mass Rating) 분류법의 간단한 설명분류법의 간단한 설명 1937 년 남아공아국의 Bieniawski 가 개발 , 1979 년 일부수정 사면 , 기초지반 , 터널의 암반을 분류하는데 매우 유용함 다음 5 개의 Parameter 를 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 100 점 만점으로 합산하는 방식 20 점 간격으로 5 개 등급으로 분류

※ 절리의 방향이 점수에 감점요인으로 작용

암반의 분류

Q-Q- 분류법분류법 (Rock mass quality-System)(Rock mass quality-System) 의 간단한 설명의 간단한 설명 1974 년 노르웨이 지반공학연구소 (NGI) 의 Barton,

Lien & Lunde 에 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 6 요소를 합리적으로 파악하기 곤란함

- 조사 숙련도에 따라 오차가 커지고 6 요소를 곱하거나 나누어

Q값을 구하므로 오차가 커지는 경향이 있음 .

실제 암반의 분류

실제 실제 Scan-lineScan-line 별 분류별 분류 (RMR(RMR 분류법에 의함분류법에 의함 ))

실제 암반의 분류

분류 결과

66 개의 개의 Scan-lineScan-line 에 대하여 에 대하여 RMRRMR 분류법을 기초로 평가분류법을 기초로 평가 각 암반의 총점의 평균은 각 암반의 총점의 평균은 65.365.3 이고이고

위의 표에 의하여 분류 위의 표에 의하여 분류 IIII 로 좋은 암반으로 평가가 가능하였다로 좋은 암반으로 평가가 가능하였다 .. RMRRMR 과 과 QQ값 사이에 값 사이에 RMR=9 ln Q +44RMR=9 ln Q +44 를 이용하여 를 이용하여 QQ값을 추정하면값을 추정하면

QQ값은 값은 10.710.7 이고 다음의 그래프에서 살펴보면 좋은 암반으로이고 다음의 그래프에서 살펴보면 좋은 암반으로

평가가 가능하다평가가 가능하다 . .

대상지역 암반 평가

RMRRMR값과 터널의 자립시간과의 관계와 이를 이용한값과 터널의 자립시간과의 관계와 이를 이용한 스팬길이의 결정 스팬길이의 결정

대상지역 암반 평가

대상 지역의 활용성 평가 대상 지역의 활용성 평가 (( 터널터널 ))

• 불연속면 평균 경사 : 35°~ 40°

• 실습 현장 방향에서 터널 굴착 시 굴진 방향에 역경사 : ‘불리’

• RMR값에 -10 점 보정 : 55.3

• 실습현장 반대편에서 터널 굴착에 유리

대상지역 암반 평가

대상 지역의 활용성 평가 대상 지역의 활용성 평가 (( 기초기초 ))

• 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 대상 지역의 활용성 평가 (( 사면사면 ))

• 경사 방향이 사면과 일치하는 방향임• 이 지반에 도로 , 절토 시 붕괴의 위험이 클 것으로 판단됨 • 도로나 부지로 이용하려 한다면 rock blot 나 말뚝과 같은 보강이 필요함

대표 불연속면 입체 투영도

대표 불연속면 입체 투영도를 통해 플랜지대표 불연속면 입체 투영도를 통해 플랜지 -- 트랜드 방향을 트랜드 방향을

구하는 목적구하는 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 Scan line No.1 & No.2 의 대표 불연속면 입체 투영도의 대표 불연속면 입체 투영도

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 Scan line No.3 & No.4 의 대표 불연속면 입체 투영도의 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 Scan line No.5 & No.6 의 대표 불연속면 입체 투영도의 대표 불연속면 입체 투영도

① 210° / 30°

③ 251° / 50°

플랜지 - 트랜드 : 5°-135°

① 220° / 20°

② 140° / 20°

플랜지 - 트랜드 : 20°-180°

감사합니다감사합니다