암반 Q분류법

Q분류법이란

Q분류법은 암반의 여섯 가지 성질을 점수화해 터널 지보를 설계하는 분류법이다.

여섯 변수는 RQD, 절리군수, 절리거칠기, 절리변질도, 지하수, 응력감소계수다.

여섯 변수로 만든 Q값 하나로 암반의 질을 나타낸다.

Q값이 클수록 암반이 양호하다. 범위는 대략 0.001에서 1000까지다.

Q값의 구성 구조

Q값은 RQD/Jn, Jr/Ja, Jw/SRF 세 비율을 곱해 구한다.

첫 비율은 블록 크기, 둘째는 블록 사이 전단강도, 셋째는 수압과 응력 환경을 나타낸다.

세 비율을 나눠 보면 Q값을 낮추는 원인이 어느 묶음인지 찾을 수 있다.

계산 예제

예를 들어 Q는 4.5, ESR은 1.3, 철도터널의 굴착 폭은 15m라고 하자.

등가 직경 De는 굴착 폭을 ESR로 나눈 값이다. 약 11.5m가 된다.

De를 가로축, Q=4.5를 세로축에 놓고 두 값이 만나는 영역을 찾는다.

교점이 영역 경계에 가까우면 숏크리트 두께를 함께 검토한다.

시험 함정과 비교

앞 문제의 답은 11.5m다. 곱하지 않고 굴착 폭을 ESR로 나눈 값이다.

시험에서 자주 틀리는 것은 Q값 세 항의 의미를 섞는 것이다.

RQD는 100mm 이상 건전한 코어 길이의 합을 시추 길이로 나눈 백분율이다.

Jw는 절리 내 지하수 감소 계수이고, SRF는 응력 감소 계수다.

RMR은 합산, Q는 곱하는 구조라서 이 차이를 설명해야 점수가 된다.

지보 설계 활용

Q값은 굴착 전 조사 자료로 구하고, 도표에서 지보 범주를 찾는다.

그 결과로 록볼트와 숏크리트 양을 정하는 것이 실무 활용이다.

사면에는 Q-slope을 쓰고, 시공 중에는 계측 자료로 Q값을 다시 평가한다.

Q값은 설계 초기의 분류 도구이므로 시공 중 계측으로 재평가해야 한다.

정리

Q값은 여섯 계수를 세 비율로 묶어 곱한 값이다.

블록 크기, 블록 간 전단강도, 환경 영향으로 나눠 보면 원인을 찾기 쉽다.

시험에서는 정의와 구성요소, 지보 도표 해석을 함께 적어야 한다.