60. 암반의 분류방법

   가. 암반의 공학적 특성

 암반이란 말은 공학적 목적으로 지각구성물질을 취급하는 경우에 사용되며 "돌덩이는 단단하여도 암체는 단단하지 않다"는 말과 같이 암석의 집합체, 혼합재료로서 암반의 특성은 암반에서 나온 암석의 특성과는 다르다. 따라서 토목공사의 설계 시공에서는 암반이 갖는 공학적 특성을 이해함이 필요하다.

암반의 공학적 특성에는 고결도, 풍화, 변질상태, 일축압축강도 등이 있으며, 암반을 구성하는 암석자체의 성질 이외에 균열(절리, 편리, 층리, 파쇄)의 상태 즉, 균열의 간격, 방향, 균열면의 요철, 충진물의 유무 등이 있다.

이 외에 호층이 있는 경우난 화산파쇄암류, 역암 등이 갖고 있는 암반의 불균일성, 편암 등의 이방성 및 지하수의 존재상태, 투수성 등도 암반의 불균일성, 편암 등의 이방성 및 지하수의 존재상태, 투수성 등도 암반의 불균일성, 편암 등의 이방성 및 지하수의 존재상태, 투수성 등도 암반의 성상을 좌우하게 된다.

   나. 공학적 특성을 알기 위한 조사 및 시험방법

 암반의 공학적 특성을 알기 위해서는 각종 지질조사법이 개발되어 있으며, 또한 요즈음 암석 및 암반에 대한 시험을 하고 있는데 시험에 의해 얻어진 수치가 암반 전체를 나타내는 것이 아님을 확실히 인식할 필요가 있다. 암반의 공학적 특성을 해명하기 위한 조사 시험에 있어서는 그의 목적, 실시순서 및 알 수 있는 한계에 대하여 이해하고 있어야 한다.

조사 시험방법은 다음과 같이 나눌 수 있다.

1) 지표에서 암반 내부를 추정하는 조사방법

공중사진판독, 지표답사, 각종 물리탐사

2) 암반 일부로부터 암반 전체를 추정하는 조사방법

조사공, 보링코어관찰, 보링공 내 각종 검층

3) 암반의 원위치 시험

각종강도, 변형시험, 투수성시험

4) 실내암석시험

각종 물리시험, 역학시험, 투수성 시험

이들의 조사 시험방법 중 어느 것을 주로 실시하는가 또는 어떻게 조합시켜 실시하는 것이 효과적인가에 대하여는 터널, 댐, 기초, 사면 등 토목공사의 목적에 따라 다르다.

   다. 암반분류의 필요성

 공학적 작용에 대한 암반의 역학적 거동은 명학하지 않는 점이 많고 또 암반에 대하여 직접 역학적 시험을 하여 정량적 평가가 되어도 자연의 산물인 암반의 불균질성 때문에 그 결과를 적용하는 데는 한계가 있다. 한편 지질조사법에는 최종적으로 조사자의 지질학적 추정, 판단에 따르기 때문에 오인, 오차가 당연히 포함된다. 즉 토목공사의 설계 시공을 위해서는 암반이 갖고 있는 불균질성, 지질조사의 불확실성, 암반역학의 체계 부족 등의 이유로 암반의 공학적 특성의 정성적 평가를 위한 암반분류 또는 시공에 관련한 암반분류가 필요하다.

   라. 암반분류

 지금까지 암반분류에 대하여는 많은 사람에 의해 제시되어 있으며, 분류의 기본적 고려사항은 크게 2가지로 나누어진다.

1) 암반역학의 문제로서 암반의 특성을 일반적으로 분류한 것

예를 들면 Muller 의 분류(암반의 풍화정도와 균열간격), 일본토질공학회 암역학 위원회의 분류(주요 분류로서 암석의 경도와 평균균열, 세부 분류로서 지반과 공시체의 탄성파 속도)

2) 토목공사의 요청에 의해 시공전 조사방법에 의한 분류

예를 들면 田中에 의한 "댐 기초암반 분류기준"(암석의 경도, 풍화도, 균열상태에 의한 분류), 池田에 의한 "터널의 암반강도 분류"(주분류 요소로 지질, 암반의 탄성파 속도, 세부 분류로서 지하수 상태, 팽윤성).

현재 사용되고 있는 암반강도 분류는 토목공사에 적당한 분류요소를 취하여 이들의 요소를 조합시켜 작성되어 있다. 암반분류의 특성 요소로서는 ① 지질 ② 고결상태 ③ 암반의 풍화 및 균열상태(관찰) ④ 암반의 탄성파 속도(암반의 풍화, 균열, 파쇄상태, 고결도를 표시) ⑤ 구성 암석의 역학적 강도 ⑥ 보링코어의 채취 상태 ⑦ 균열지수(암반과 암석시료의 탄성파 속도비) ⑧ 보링공 내 시험결과(변형계수 등) ⑨ 지질의 균일성 ⑩ 지압 ⑪ 지하수상태 등이다.

실용성이 있는 암반분류는 공사 목적에 따르는 것 이외에 지질조사, 암반 시험방법에 맞는 분류가 되어야 한다. 지질조사의 정밀도를 향상시키고 암반역학의 해명, 시공법의 개발 등에 따라 암반의 분류방법은 당연히 수정, 보완되는 것이다.