암반사면 안정

암반사면 안정이란

암반사면 안정은 불연속면과 지하수를 보고 암반 블록의 활동 가능성을 평가하는 절차다.

흙 사면과 달리 암반은 강도보다 불연속면의 방향이 붕괴를 지배한다.

그래서 먼저 방향을 보고 파괴 형태를 좁힌 뒤 안전율을 계산한다.

붕괴 형태 세 가지

붕괴 형태는 세 가지가 기본이다. 평면, 쐐기, 전도 파괴다.

평면파괴는 한 면을 따라 블록이 미끄러지는 경우다.

쐐기파괴는 두 불연속면의 교선을 따라 미끄러지는 경우다.

전도파괴는 블록이 앞으로 넘어지는 경우다. 평사투영으로 먼저 판정한다.

평면파괴 발생 조건

평면파괴가 성립하려면 세 각의 크기 순서가 맞아야 한다.

사면 경사가 파괴면 경사보다 크고, 파괴면 경사가 마찰각보다 커야 한다.

이 조건을 방향 자료로 확인하는 도구가 평사투영법이다.

평사투영에서는 불연속면의 극점과 사면 방향을 투영해 판정한다.

계산 예제

예제로 평면파괴 안전율을 계산해 본다.

사면 경사는 60°, 파괴면 경사는 35°, 내부마찰각은 25°로 주어진다.

먼저 조건을 확인한다. 60° > 35° > 25° 이므로 평면파괴가 가능하다.

마찰만 고려하면 안전율은 tan φ를 tan ψp로 나눈 값이다.

계산하면 약 0.67이다. 1.0 미만이므로 불안정하다.

검토 절차

현장에서 불연속면의 방향, 간격, 충전물을 조사한다.

평사투영으로 평면, 쐐기, 전도 파괴의 가능성을 판정한다.

가능성이 있는 형태마다 한계평형해석으로 안전율을 구한다.

안전율이 목표치 미만이면 구배 조정이나 보강공을 검토한다.

보강 후에는 변위와 간극수압을 계측해 확인한다.

헷갈리는 점과 정리

평사투영에서는 불연속면 주향과 사면 방향의 관계를 빠뜨리지 않는다.

한계평형해석에서는 인장균열과 수압의 위치를 반드시 고려한다.

암반은 평면, 쐐기, 전도 파괴가 함께 가능함을 밝혀 쓴다.

보강은 원인과 대책을 연결해 쓴다. 수압은 배수공으로 낮춘다.

정리하면 원인, 해석, 대책이 순서대로 이어져야 한다.