암반 불연속면의 조사 및 분석

암반을 대상으로 하는 대부분의 조사와 시험은 주로 절리와 관련된 항목들로 이루어집니다. 이는 암반 내 구조물의 안정성이, 암반 내에 필연적으로 내재된 절리와 같은 불연속면의 기하학적·물리 역학적 특성에 중대한 영향을 받기 때문입니다. 이에 따라 현재 대표적인 불연속면인 절리 특성을 정량적으로 파악하기 위해 조사선 조사, 조사창 조사 등 다양한 방법이 시행되고 있으며, 이러한 방식들은 국부 지표지질조사의 핵심적인 일환으로 널리 적용되고 있습니다.

조사선 조사(scanline survey) 조사선 조사(scanline survey)

조사선 조사(scanline survey)

일반적으로 많이 적용하는 조사법으로 노출된 암반에 특정 길이의 조사선을 설정하고 조사선과 교차하는 불연속면을 조사하고 분석함으로써 대상 암반의 불연속면의 특성을 통계적으로 산출

불연속면의 특성 분석이 선형으로만 이루어지는 단점이 있으며 이를 보완하기 위해 최소한 서로 다른 방향을 갖는 세 개면에 대해 조사선이 직교하도록 설정하여 불연속면 조사 및 분석을 시도

조사항목

조사선 관련: 조사선 길이(length), 조사선 높이(trimming level), 조사선방향(trend/plunge)

조사대상(암반사면 또는 노출된 암반) 관련: 전체 조사대상(암반사면 또는 노출된 암반)의 방향(dip direction/dip angle), 암종(rock type), 생성상태(발파에 의한 것인지, 리핑에 의한 것인지, 자연적인 노출인지), 전체 조사대상의 규모(폭, 높이 등) 및 위치(location), 노두의 overhanging/non-overhanging 상태

불연속면 관련: 조사선과 불연속면의 교차점 사이의 거리(intersection distance), 조사선과 교차한 불연속면의 방향성 (dip direction and dip angle), 조사선과 교차한 불연속면의 좌·우 또는 상·하 반길이(semi-trace length), 조사선과 교차한 불연속면의 끝의 상태(termination), 조사선과 교차한 불연속면의 거칠기(roughness), 조사선과 교차한 불연속면의 굴곡도(curvature)

조사창 조사 (window survey) 조사창 조사 (window survey)

조사창 조사 (window survey)

조사선 조사의 단점을 보완하기 위해 조사선을 네 변으로 하는 조사창을 대상 암반에 설정하여 불연속면을 조사하고 분석함으로써 조사창에 존재하는 불연속면의 특성을 산출

조사항목

조사창 관련: 조사창의 크기(폭, 높이), 조사창의 방향(dip direction/dip angle), 조사창을 구성하는 각각의 조사선의 방향(trend/plunge)

조사 대상관련: 조사선 조사법과 동일

불연속면 관련: 절리 양끝의 상태에 따른 개수 파악, ① 내포(contained) 절리수, ② 외포(dissect) 절리수, ③ 교차(transect) 절리수 나머지는 조사선 조사에서와 동일한 항목

분석 분석 분석 분석 분석 분석

분석

(1) 불연속면의 기하학적 특성

① 방향: 불연속면의 방향을 측정 및 조사선에 대한 보정후 반구투영과 Fisher 분포에 따른 군집성 분석

② 밀도: 불연속면 군별 절리의 출현 빈도 분석, 기준(선, 면적, 체적)에 따른 선형밀도, 평면밀도, 체적밀도 분석

③ 간격: 불연속면 군별 절리 간격 분석, 적정 확률 밀도 함수(PDF: probabipty density function)에 따른 통계분석에 의해 절리군별 평균 절리 간격 결정

④ 길이: 불연속면 군별 절리 길이 분석, 적정 확률 밀도 함수(PDF: probabipty density function)에 따른 통계분석에 의해 절리군별 평균 절리 길이 결정

⑤ 틈새 크기: 불연속면 군별 절리 틈새(간격: aperture) 측정, 관심 있는 특정 구간에서의 절리 틈새 측정 자료 분석

⑥ 암괴의 크기 및 암괴 수:

(2) 불연속면의 물리역학적 특성

① 절리면 거칠기: JRC - 절리 궤적 측정후 Barton의 JRC와 시각적 비교 또는 디지타이징에 의한 Z2값의 유도후 JRC 산정 및 정성적 비교

② 절리면 벽면 강도: 슈미트 햄머를 이용한 절리면 벽면 강도 측정

③ 누수: 절리면에 나타나는 습윤상태에 의한 정성적 기술

④ 틈새충진물 종류, 풍화도, 두께: 절리면내 존재하는 광물들의 종류와 상태에 의한 정성적 기술

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