암반사면 붕괴 및 안정대책

암반사면 붕괴 정의

암반사면 붕괴는 암반 내 불연속면을 따라 암괴가 활동하여 사면이 무너지는 현상이다.

틈의 방향과 사면의 방향이 맞으면 틈을 따라 덩어리가 떨어진다.

핵심 키워드는 불연속면, 평면·쐐기·전도파괴, 안전율이다.

붕괴 형태 분류

암반사면의 붕괴 형태는 불연속면 방향과 사면 방향의 관계로 갈린다.

평면, 쐐기, 전도파괴는 방향 의존형이고 원호파괴는 방향과 무관하다.

방향 의존형은 불연속면 조사가 해석의 출발점이 된다.

평면파괴 발생 조건

평면파괴는 한 개의 불연속면을 따라 암괴가 미끄러지는 파괴이다.

불연속면 경사 방향은 사면과 같아야 하며, 그 차이는 약 20도 이내다.

불연속면 경사는 사면 경사보다 작고, 마찰각보다 커야 한다.

그래서 마찰각보다 크고 사면 경사보다 작은 면이 파괴면이 된다.

쐐기·전도파괴 조건

쐐기파괴는 두 불연속면의 교선을 따라 쐐기형 암괴가 미끄러지는 파괴다.

교선 경사는 사면 경사보다 작고 마찰각보다 커야 활동 조건이 성립한다.

전도파괴는 급경사 불연속면이 사면과 약 30도 이내로 평행할 때 생긴다.

안전율 계산 예제

가상의 예로 사면 경사 60도, 불연속면 경사 40도, 마찰각 35도를 둔다.

35도 < 40도 < 60도이므로 평면파괴 조건을 만족한다.

점착력을 0으로 두면 안전율은 0.70을 tan 40도로 나눈 약 0.83이 된다.

이 값을 안정 판정 기준과 비교해 보자.

안정 기준과 대책

정답은 불안정이다. 안전율이 1.0 미만이면 사면은 불안정하다고 본다.

영구 사면은 안전율 1.5 이상, 일시 상태는 1.3 이상을 기준으로 쓴다.

발생 구역에는 록볼트와 숏크리트 같은 능동 대책을 쓴다.

도달 구역에는 낙석방지망 같은 수동 대책을 쓴다.

정리

이제 핵심을 정리한다.

평면, 쐐기, 전도파괴는 불연속면 방향으로 판정한다.

안전율이 1.0 미만이면 불안정하며, 발생 구역과 도달 구역의 대책을 나눠 쓴다.