[토질 및 기초 기술사] 137회 1교시 기출문제 5번

5. Hoek & Brown 암반파괴기준

Ⅰ. 개요

- 암반의 파괴 거동을 설명하기 위해 실험치와 현장 관측값을 토대로 제안된 경험적(Empirical) 파괴 기준식으로, 무결암뿐만 아니라 절리 등 불연속면이 포함된 전체 암반의 강도를 평가하는 데 매우 유용

Ⅱ. Hoek-Brown 파괴 함수

Ⅲ. 주요 특징 및 Mohr-Coulomb 기준과의 비교

1) 비선형성: Mohr-Coulomb과 달리 응력-변형 관계가 곡선 형태를 띠며, 이는 실제 암반의 거동과 유사

2) GSI 연계: 지질학적 상태를 수치화한 GSI를 사용하여 현장 암반 강도를 직접 추정 가능

3) 인장 강도 고려: 포물선 형태의 포락선을 가져 암반의 낮은 인장 강도 특성을 효과적으로 묘사

Ⅳ. 설계 및 시공 시 활용

1) 터널 및 대규모 지하공간 설계: 수치해석 시 암반의 투입 물성치를 산정하는 표준 모델로 사용

2) 암반 사면 안정성 해석: 불연속면이 발달한 암질에서 원호 활동 또는 복합 파괴 해석 시 적용

3) 강도 정수 변환: 필요한 경우 특정 응력 범위에서 등가의 점착력과 내부마찰각으로 환산하여 설계에 활용

Ⅴ. 기술자적 제언

- Hoek-Brown 기준은 경험식인 만큼 GSI값의 객관적 판정이 결과의 신뢰도를 결정한다. 따라서 기술사는 현장 시추 코어 및 막장 관찰을 통해 GSI(지질강도지수)를 보수적으로 산정해야 하며, 특히 교란 계수(D)를 적용할 때 발파 진동에 의한 암반 이완 효과를 반드시 반영하여 과다 설계 또는 불안정을 방지해야 한다.

 

 

참고 : [토질및기초기술사] 146 암반의 파괴기준(Griffith, Hoek Brown 등)