RQD

왜 배우는가: RQD는 시추 자료만으로 암반의 절리 정도를 수치화하는 기본 지표이다. 터널과 사면 설계에서 암반 등급을 산정하는 입력값으로 쓰이므로 실무 판단의 출발점이 된다. 시험에서는 정의를 묻는 용어형 문제와 암반분류 체계와의 관계를 묻는 논술형 문제로 자주 나온다.

출제 이력: 제114회 1교시 1번, 제94회 1교시 9번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

RQD는 시추코어에서 100mm 이상인 코어편 길이의 합을 시추 길이로 나눈 백분율로, 암반의 절리·균열 정도를 나타내는 암질지수이다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 암질지수: 시추 자료로 암반의 상태를 수치화한 지표이다.
• 시추코어: 시추공에서 회수한 원통형 암석 시료이며 RQD 산정의 원자료이다.
• 코어회수율: 시추 길이 대비 회수된 코어 길이의 비율로, RQD와 구분해야 하는 값이다.
• 절리: 암반에 발달한 자연 균열이며 코어를 짧게 끊는 주된 원인이다.
• 불연속면: 절리, 층리, 단층 등 암반의 연속성을 끊는 면으로 암반 강도를 좌우한다.
• 암반분류: 암반의 상태를 점수나 등급으로 나누는 체계이며 RMR과 Q시스템이 대표적이다.

이 키워드들은 RQD의 정의와 원리, 그리고 RQD가 다른 분류 체계에서 어떻게 쓰이는지를 이해하는 출발점이다. 키워드 가운데 암질지수와 시추코어는 RQD 자체를 구성하는 용어이고, 코어회수율과 절리는 해석에서 혼동하기 쉬운 용어이다.

2. 개념 풀이

RQD는 시추공에서 얻은 코어 중 건전하고 긴 편이 차지하는 비율을 백분율로 나타낸 값이다. 정식 정의에서는 코어 중심선을 따라 잰 길이가 100mm 이상인 코어편의 길이만 합산한다. 길이가 충분하더라도 풍화되었거나 경질하지 않은 편은 세지 않는다는 점이 핵심 조건이다.

이를 식으로 쓰면 다음과 같다.

$RQD = \frac{\sum L_i}{L} \times 100$

여기서 L_i는 100mm 이상인 각 코어편의 길이이고, L은 시추 구간의 길이이다. 식의 결과는 백분율이므로 값은 0~100% 범위에 놓인다.

원리는 절리와의 관계에 있다. 절리가 많은 암반은 시추 중 코어가 짧은 조각으로 깨지므로 100mm 이상인 편의 합이 줄고 RQD가 낮아진다. 반대로 절리 간격이 넓고 암석이 치밀한 암반은 긴 코어편이 많이 남아 RQD가 높아진다. RQD는 절리가 적을수록 높아지는 암반 블록 크기의 간접 지표이다. 완전히 건전한 암반은 100%에 가깝고, 전부 짧게 부서진 암반은 0%에 가까운 값을 보인다.

산정 절차를 정리하면 다음과 같다.

• 시추 구간의 길이를 기준 길이로 정한다.
• 회수된 코어를 중심선 기준으로 재어 100mm 이상인 편만 골라 길이를 더한다.
• 더한 값을 기준 길이로 나눈 뒤 100을 곱해 백분율로 나타낸다.

코어회수율은 시추 구간 길이에 대해 회수된 코어 전체 길이의 비율이며, 시추 과정에서 생긴 손실까지 포함한다. RQD는 회수된 코어 가운데 건전하고 긴 편만 세므로 항상 코어회수율을 넘지 않는다. 따라서 코어회수율이 높아도 절리가 많으면 RQD는 낮게 나올 수 있다. 두 값을 구분해야 시추 품질과 암반 품질을 따로 판단할 수 있다.

해석 기준은 다음과 같다. 일반적으로 RQD 값이 75% 이상이면 암반이 양호하고, 50% 미만이면 불량한 암반으로 판정한다. 그 사이 값은 보통 등급으로 본다. 이 값은 암반의 압축강도를 직접 재는 것이 아니라 절리에 의한 파쇄 정도를 재는 것이므로, 강도 시험 결과와는 구분해야 한다.

3. 등장 배경과 필요성

암반 공학에서는 굴착과 지보 설계를 위해 절리 발달 정도를 정량적으로 표현할 필요가 있었다. 시추코어의 상태를 육안으로만 기록하면 기술자마다 판단이 달라져 암반을 비교하기 어렵다. 데어가 1964년에 RQD를 제안하면서 코어 길이만 재면 같은 방식으로 암질을 수치화할 수 있게 되었다.

RQD는 원래 코어 직경이 NX 규격 이상인 시추 자료를 기준으로 제안되었다. 규격이 다르면 측정 조건이 달라지므로, 규격을 지켜야 값을 서로 비교할 수 있다. 이 조건은 답안에서 측정 조건으로 함께 언급하는 것이 좋다.

RQD는 터널 지보 설계의 기초 자료로 쓰였다. 이후 RMR과 Q시스템이 RQD를 핵심 입력 변수로 채택하면서 RQD는 독립된 지표이자 더 정교한 암반분류의 구성 요소가 되었다. 따라서 RQD는 단독으로 쓰이는 경우와 분류 체계 안에서 쓰이는 경우가 모두 있다.