과지압 암반(Overstressed Rock Mass)

과지압 암반이란?

과지압 암반(Overstressed Rock Mass)은 충분히 큰 현지 암반 응력(Rock Stress)이 작용하는 특수한 암반을 말합니다.

주로 대심도 암반에서 나타나며, 터널이나 지하 공동 굴착 시 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다.

과지압 암반의 특징

1. 발생 조건
   • 터널 주변 암반 압력에 비해 암반 강도가 상대적으로 약한 경우
   • 암반이 강하더라도 파괴를 일으킬 만큼 큰 지압*이 작용하는 경우
     *지압: 지압(地壓, Ground Stress 또는 In-situ Stress)은 지중의 암석이나 토양에 작용하는 자연적인 응력 상태
     응력상태: 반경 방향 응력(Radial stress), 접선 방향 응력(Tangential stress), 축 방향 응력(Axial stress)
2. 주요 현상
   • Spalling(취성 파괴): 암반이 얇은 판 모양으로 떨어져 나가는 현상
   • Popping(찢어지는 파열음): 암반 파괴 시 발생하는 특징적인 소리
   • Squeezing(팽창): 과도한 변형이 발생하는 현상
3. 영향 요인
   • 현지 암반 응력의 크기와 방향
   • 암반 및 암석의 강도
   • 불연속면(절리, 단층 등)의 특성

심도에 따른 파괴 특성

• 낮은 심도:
  • 구조적 제어 중력 파괴가 우세(Spalling)
  • 기존 불연속면의 영향이 큼
• 중간 심도:
  • 응력 유도 균열 발생 시작
  • 파괴 영역이 굴착 공동 주변에 국한
• 높은 심도:
  • 응력 유도 파괴가 우세(Rock Burst, Squeezing)
  • 파괴 영역이 굴착 공동 전체로 확장
  • 새로운 응력 유도 균열이 기존 불연속면보다 중요해짐