암종별 변형계수 및 강도정수와 RMR과의 상관성

Abstract

현장암반의 변형계수 및 강도정수는 토목구조물의 설계에 필수적인 지반정수의 중요한 요소이다. 그러나 현장암반의 지반정수를 산정하기 위하여 현장시험 및 실내시험을 실시하고 있으나 현장암반의 절리, 풍화, 지하수의 영향 등 불연속면의 특성을 포함하는 현장암반의 광역지반을 대표하는 지반정수를 구하는데 한계가 있으며 또한 많은 시간과 시험비용이 소요되고 있다. 따라서 절리특성을 고려한 RMR 분류법을 이용한 추정식이 제안되어 많이 이용하고 있으나 대부분 해외의 암반조건에 의해 사례 분석된 경험식으로 국내의 암반조건에 부합되는 지반정수 산정에는 적합하지 않은 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 국내 5개 권역 19개 현장에서 실시한 공내재하시험 및 실내시험결과를 이용하여 측정된 변형계수 및 강도정수와 현장암반의 RMR과의 상관관계를 파악하여 기존 제안식과 국내암반과의 적용성을 분석하고자 하였으며, 또한 국내의 암종별 지질특성을 파악하여 권역별, 암종별 변형계수 및 강도정수와 RMR 과의 상관관계를 분석하여 관계식을 도출하고자 하였다. 분석결과 변형계수와 RMR과의 상관관계는 RMR이 30이하에서는 김교원과 Aydan, Serafim & Pereir 의 제안식과 비교적 일치하고 있으나 RMR이 30이상인 경우 제안식 보다 낮게 분포하고 있어 기존의 제안식이 다소 과다하게 적용되고 있는 것으로 나타났다. 지역별로는 서울 경기지역이 기존제안식과 가장 유사한 경향을 보이고 있으며 상관성도 비교적 높게 나타나고 있으며 암종별로는 변성암이 기존 제안식과 가장 유사한 경향을 보이고 있으며 상관성도 비교적 높게 나타나고 있다. 강도정수와 RMR과의 상관관계는 기존의 제안식과 유사한 경향을 보이고 있으나 RMR을 이용한 강도정수를 추정하는 방법은 상관계수가 매우 낮아 적용성이 좋지 않은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 RMR 분류시 주어지는 배점이 일축압축강도나 RQD와 같이 상관관계가 좋은 항목보다 절리상태, 절리간격 등에 상대적으로 많은 가중치를 부여하는 요인과 암반의 풍화도, 암석의 종류, 기술자의 개인오차 등에 의한 RMR의 정성적인 평가가 이루어 지지 않은데 있다. 따라서 암반의 특성을 고려한 변형계수 및 강도정수의 추정방법을 도출하기 위해서는 향후 보다 많은 양질의 자료를 축적하고 정성적이고, 새로운 정밀분석 접근이 이루어져야 할 것으로 판단된다.; The prediction equations using the RMR classification system which were proposed to estimate the ground essence of the in-situ rock masses have been widely used, but most of them seem to be limited in precise estimation of the ground essence befitting the rock mass conditions in Korea because they are empirical formulas based on cases analyses. The purpose of this study was to determine the correlation among measured deformation modulus, strength parameters and RMR by analyzing the results of pressuremeter tests conducted on 19 sites in 5 areas in Korea as well as those of laboratory tests and thereby, examine applicability of the conventional empirical formulas to the rock masses in Korea, and furthermore, examine the geological characteristics of each rock mass in Korea to analyze the correlation among deformation modulus, strength parameters and RMR by area and type of rock mass. As a result, it was found that if RMR was below 30, the correlation between deformation modulus and RMR conformed much to Kim Gyo-won's formula and Aydan, Serafim & Pereir's one, but if the RMR value exceeds 30, the correlation was lower than those from the formulas. Namely, the conventional empirical formulas tended to be applied wider of the mark. In view of areas, the empirical formulas conformed most to the rock mass conditions in Seoul and the capital areas, while the coefficients were relatively high. In view of rock mass types, the conventional formulas conformed most to the metamorphic rock masses, while the coefficients were relatively high. Although being similar to the empirical formulas in terms of correlation between strength parameters and RMR, the method of estimating the strength parameters using the RMR showed very low coefficients, which means it would be less applicable. Such results may have been attributable to the fact that during classification of RMR, scores were weighed relatively more in joint conditions and apertures than such highly correlational items as uniaxial compression strength or RQD and that RMR could not be evaluated qualitatively due to different weathering degrees and rock mass types as well as engineers' personal errors. Accordingly, in order to deduce the deformation modulus and strength parameters in consideration of the characteristics of rock masses, it is deemed necessary to accumulate quality data as much as possible and use a new precise qualitative analysis method.