루전시험(Lugeon test)

[최현기]

Lugeon시험

  균열암반에서 특정구간에 대한 투수성을 파악하고 수압파괴가 일어날 수 있는 최소압력을 구하기 위하여 사용한다. 다공질 매체 뿐만 아니라 균열 암반까지 거의 모든 매체에 적용 가능하며 매체의 투수성에 따라서 루젼값이 달라진다.

  시험방법은 단일 패커나 이중패커를 사용하여 차단되 시험구간에 압력을 가하여 물을 주입하고 해당 압력하에서 주입된 수량을 측정하는 방법이며 NX크기의 시추공에서 수행한다. 1루젼이란 10㎏/㎠의 압력하에서 1m 구간에 1분당 1ℓ의 물이 주입되는 것을 말하며 보통 1Lugeon은 10^-7m/sec 으로 환산된다.

1. 개요

기초 지반(암반)의 투수성평가를 위해 실시하는 현장시험으로 이롱의 주입법에 의한 투수시험법으로서 시험이

간편하고 실용적이며 지반의 투수성평가, 지수계획, 지수처리평가에 있어서 중요한 시험이다.

2. 시험방법

2.1 시험장치 및 기기

Lugeon Test에서 사용되는 장치나 기계기구는 대부분 시추조사나 Grouting Test에 사용되는 것과 공용된다.

* 펌프: - 토출 압력의 설정이나 조정이 용이하고 맥동이 작은 펌프의 사용이 바람직

          - 연암지반이나 파쇄대가 분포하는 지반에서는 한계압력이 작으므로 맥동이 크면 지반이 파괴될 수 있음.

          - 일반적으로 토출용량 150ℓ/min, 최대토출압력 15 kgf/ cm²이상 사용

* Packer: - 시험시추공의 공내에서 물의 상하방향으로의 이동을 차단하기 위한 장치

              - 일반적으로 Mechanical Packer 사용

   표. 지반조건에 따른 각종 Packer

Packer 종류 →	air packer	mechanical  packer			leaher packer
지질조건↓		관입식	이중관식	screw식
연암, 풍화암	○	△	△	×	×
단층, 파쇄대	○	×	△	×	×
공벽이 교란되고 있을때	○	×	○	△	×
깊은위치	△	○	△	○	○

     ○ : 적합,    △: 사용가능,    ×: 부적합

2.2 시험순서

시험공의 굴착  (보통 66mm바람직)

                                                      ↓

시험구간 길이의 산정  (보통 ℓ = 5m, 특수한 경우 1m∼m)

                                                      ↓

Packer 설치   (Single or Double Packer 선정)

                                                      ↓

주입압력의 설정   (압력증감은 단계적으로 실시, 보통 5단계)

                                                      ↓

주입량 측정    (보통 각 압력단계별로 10분동안의 주입량측정)

3. 시험결과 분석

3.1 유효주입압력

주입압력의 상승과 하강은 단계적으로 시행하며 최대주입압력은 지질상태와 시추공내의 수두압력등을 고려하여 결정

유효주입압력은 Gauge압력을 시험구간의 중앙에서 압력계까지의 정수압, 지하수위 및 관내저항에 의한

손실수두를 보정하여 산출

P = Po + γw(h₁ - h₂ - h₃) / 10

*P: 유효주입압력 (kgf/cm²)

*Po: Gauge 압력 (kgf/cm²)

*h₁ : 압력계로부터 시험구간 중앙까지의 거리(m)

*h₂ : 지하수위로부터 시험구간 중앙까지의 수두(m)

*h₃ : 관내 저항에 의한 손실수두

*γw : 물의 단위중량(kgf/cm³)

관내저항에 의한 손실수두는 주입관내 벽의 마찰과 구경의 증가와 관련

h₃ = d×Q²×L

*Q: 주입량(ℓ/ min),         *L: 주입관길이(m)             *d: 7×10^-5(min²/ℓ²)

단, 상기 식에서 d는 주입관길이 3m, 주입관내경 31m/m, Coupling길이110m/m, Coupling 내경 17m/m의 JIS 규격으로 비교적

새 주입관을 사용하고 유량이 적을 경우 적용

3.2 한계압력

주입압력과 주입량이 비례관계에 있어야하나 일정 주입압력이상으로 되면 주입량이 급격히 증가할 경우 이는 압력수에

의해 암반내의 틈에 있던 충전물이 유출되거나  틈자체가 확장되는 경우이며 이때의 주입압력을 한계압력이라고 하며 P-Q 곡선에

있어서 변곡점에서 구함.

3.3 Lugeon 치 계산

- Lugeon 정의: 주입압력 10kgf/cm2(10bars)하에서 주입길이 1m당 주입량을  ℓ단위로 나타낸 것으로 분당1ℓ의 주입량을 보일 때

  1 Lugeon이라고 정의

  Lugeon = (10 × Q) / (L × h)

*Q: 주입량(ℓ/min)      *L: 주입길이(m)     *h: 수두(m)

1 Lu = 1.3 ×10^-5 cm/sec

3.4 Lugeon치 평가

Lugeon치는 P-Q Curve를 이용하여 산출하는 방법과 Flow Regime에 따른 평가를 이용

3.4.1 주입압력- 주입량 곡선(P-Q Curve)

P-Q 곡선은 Lugeon치 산출시 외에도 한계압력, 암반의 투수특성, 시험의 신뢰성을 파악시 중요한 자료임

P-Q 곡선상에서 한계압력이 10kgf/cm² 또는 그 이하일 경우 P-Q 가 직선관계에 있음을 고려하여 P가 10kgf/cm² 일때의

Q를 Lugeon치로 산출

*(1)의 경우 주입압력이 10kgf/cm² 이상까지 직선관계에 있는 상태

*(2)의 경우 주입압력이 6∼7kgf/cm² 까지 직선상태를 보이나 그 이상에서는 급격히 주입량이 증가

*(3)의 경우 낮은 주입압력에서 직선상태가 업어지고 주입압력이 10kgf/cm² 에 도달하지 않음

3.4.2 Flow Regime

Lugeon치 평가는 Flow Regime 에 의하여 일반적으로 5가지 유형으로 구분하며 이를 통하여 Grouting 계획을 수립

* Flow Regime

- Laminar Flow : 각 압력단계에서의 Lugeon치가 거의 일정

- Turbulent Flow : 최대 압력단계에서의 Lugeon치가 최대

- Dilation : 최대 압력단계에서의  Lugeon치가 최대

- Wash Out :압력의 증감과 관계없이 각 압력단계의 진행에 따라  Lugeon치 증가

- void Filling : 압력의 증감과 관계없이 각 압력단계의 진행에 따라  Lugeon치 감소

* Lugeon치 선택

- Laminar Flow : 각 압력단계에서의 Lugeon치를 평균

- Turbulent Flow : 최대 압력단계에서의 Lugeon치

- Dilation : 최소 또는 중간 압력단계에서의 Lugeon치

- Wash Out : 최대 Lugeon치

- void Filling : 최종 압력단계에서의 Lugeon치

3.5 Grouting 계획

*  Lugeon치가 1∼3 범위 : 물이 귀하고 대단히 비싸면 Grouting 실시

* Seepage에 의해 잃은 물량이 별로 중요하지 않을 경우

- 기초에 Piping 방지가 요구되는 경우 : Lugeon치 3에 해당하는 Grouting 실시

- 기초에 Piping 방지가 요구되지 않을 경우 : Dam 형태에 따라 구분

음...  Lugeon test 에 관련된 자료인데요

Lugeon test는 IAEG(International Association for Engineering  Geology) 에만 국제 규격화 되있는것 같군요.. BS나 ASTM, JIS, KS 에서는 못봤는데...(확실치는 않음)

Lugeon test를 water pressure test 라고도 하는군요....

그림이 깨어져 나오는 군요...

한글파일이 필요하신 분들은 연락주세요..

Lugeon test

수압시험은 암반층에서의 투수계수 및 Lugeon 값을 구하기 위한 것으로 시험공을 굴착할 때에는 공벽이 교란되지 않도록 최대한의 주의를 기울여야 하며, 시추시 공벽의 형성을 위하여 이수를 사용하였다면 지반의 투수계수가 과소 평가될 우려가 있으므로 청수를 사용하여 깨끗이 세척하여야 합니다.

수압시험은 틈을 포함한 불균질한 지반의 투수성을 시험하는 일종의 주입법에 의한 투수시험으로 1Lugeon은 시추공에 압력 10kg/cm²로 주수할 경우 주입길이 1m당의 주입량을 리터 단위로 나타낸 것이며, 지반의 투수성을 평가하고 표시하기 위하여 수행됩니다.

 참고적으로 1Lugeon은 투수계수 k = 10^-5와 근사적으로 같습니다.

Lu의 산출 공식은

               10×Q              

       Lu = --------            

         p×L             

여기서, Lu  :  Lugeon

        Q :  주입량

        p   :  유효주입압력

        L   :  시험구간

  투수계수는 

                  2.3×Q                L

       k = -------------  log -----

        2×π×L×H                                    r

여기서, k   :  투수계수

        Q :  주입량

        L  :  시험구간

        H  :  지하수위로 부터 pipe 상단의 압력계까지의 높이

        r :  시험공 반경

으로 계산됩니다.

■ 시험구간은 일반적으로 3～5m 정도의 구간을 형성하여 시험하며, 시험용 air packer는 상황 및 조건에 따라 Single 또는 double packer를 사용합니다.

■ Packer를 시험구간에 설치한 후 압력은 매 단계 5분 간격을 유지하여 측정하며, 압력단계는 지반의 상태 및 암반의 균열면을 고려하여 1～10kg/cm²까지 단계별로 나누어 압력을 가합니다.

일반적으로 압력은 2, 4, 6, 8, 10kg/cm² 까지 가압 후 다시 역순으로 8, 6, 4, 2kg/cm² 으로 감압하여 시험을 하며, 1, 3, 5, 7, 9kg/cm² 까지 가압 후 다시 역순으로 7, 5, 3, 1kg/cm² 으로 하여도 됩니다.

수압시험의 결과는 아래 내용과 같이 주입수량 - 압력곡선의 형식에 따라 5 가지 방법에 따라 분류하며, 그라우트에 따른 효과도 파악할 수 있습니다.

이 Flow pattern은 Holesbey의 암반내 절리상태에 따른 방법입니다.

    case 1. Laminar flow

        -  압력 (P)와 투수량 (Q)이 서로 비례

        -  각 압력 단계별 Lugeon 값이 거의 비슷함

        -  Lugeon 값은 평균값 적용

        -  그라우트 효과가 가장 양호한 type

                시험압력                         Lugeon 형식

                    ꠝ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ                             ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ    

          1 단계   ꠝ         ꠝ                             ꠐ                 ꠐ

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          2 단계   ꠝ                   ꠝ                   ꠐ                 ꠐ

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          3 단계  ꠝ                             ꠝ         ꠐ                 ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ         ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

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          4 단계  ꠝ                   ꠝ                   ꠐ                    ꠐ

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          5 단계  ꠝ         ꠝ                             ꠐ                  ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                             ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

                    ꠝ                                                                                               

    case 2. Turbulent flow

        -  균열의 열림이 가압에 비례하는 형식

        -  압력 (P)의 증가에 대하여 투수량 (Q) 증가보다 작은 비율로 되는 형식

        -  가장 낮은 주입압력에서 가장 낮은 Lugeon 값 적용

        -  Lugeon 값은 가장 높은 주입압에서의 값을 적용

        - 그라우트 주입효과는 양호

                시험압력                         Lugeon 형식  

                    ꠝ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ                             ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ

          1 단계   ꠝ         ꠝ                             ꠐ                        ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                             ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

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          2 단계   ꠝ                   ꠝ                   ꠐ                ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                   ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

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          3 단계  ꠝ                             ꠝ         ꠐ         ꠐ  

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ         ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ   

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          4 단계  ꠝ                   ꠝ                   ꠐ                 ꠐ 

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                   ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ 

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          5 단계  ꠝ         ꠝ                             ꠐ                        ꠐ

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               ꠝ                                                           

    case 3. Dilation

        -  균열의 열림이 가압에 비례하는 형식

        -  압력 (P)의 증가에 대하여 투수량 (Q) 증가가 큰 비율로 되는 형식

        -  가장 높은 주입압력에서 큰 Lugeon 값

        -  Lugeon 값은 최소 (또는 중간) 주입압에서의 값을 적용

        -  그라우트 주입효과는 양호

                시험압력                         Lugeon 형식  

                    ꠝ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ                             ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ

          1 단계    ꠝ         ꠝ                             ꠐ         ꠐ 

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                             ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ  

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          2 단계    ꠝ                   ꠝ                   ꠐ            ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                   ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ   

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ         ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ

          3 단계   ꠝ                             ꠝ         ꠐ                         ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ         ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ                   ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ

          4 단계   ꠝ                   ꠝ                   ꠐ            ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                   ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ                             ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ

          5 단계   ꠝ         ꠝ                             ꠐ         ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                             ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

                    ꠝ                                                                                               

    case 4. Wash-out

        -  균열의 열림이 비가역적인 형식

        -  같은 주입압력 (P)에 대하여 승압시보다 강압시에 투수량 (Q)이 큰 형식

        -  Lugeon 값은 압력변화에 관계없이 점점 증가함

        -  Lugeon 값은 최대값을 적용        -  지반에 변화를 야기 시킴

        -  균열의 틈사이에 협재되어 있던 이물질이 이동하여 균열이 Open 됨으로서

            Lugeon 값은 점점 증가함

        - 그라우트 효과는 가장 불량

                시험압력                         Lugeon 형식  

                    ꠝ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ                             ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ

          1 단계  ꠝ         ꠝ                             ꠐ      ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                             ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ                   ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ

          2 단계    ꠝ                   ꠝ                   ꠐ            ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                   ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ         ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ

          3 단계   ꠝ                             ꠝ         ꠐ                 ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ         ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ                   ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ

          4 단계   ꠝ                   ꠝ                   ꠐ                      ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                   ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ                             ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ

          5 단계  ꠝ         ꠝ                             ꠐ                         ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                             ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

                    ꠝ                                                                                               

    case 5. Void filling

        -  균열의 열림이 비가역적인 형식

        -  같은 주입압력 (P)에 대하여 승압시보다 강압시에 투수량 (Q)이 작은 형식

        -   Lugeon 값은 압력변화에 관계없이 점점 감소함

        -   Lugeon 값은 마지막 단계의 값을 적용

        -  지반 내의 균열은 연결성이 미약하여 공극을 채우는 것과 같은 효과임

        -  그라우트 효과는 양호하지 못함.

                시험압력                         Lugeon 형식  

                    ꠝ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ                             ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ

          1 단계   ꠝ         ꠝ                             ꠐ                         ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                             ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ                   ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ

          2 단계   ꠝ                   ꠝ                   ꠐ                      ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                   ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ         ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ 

          3 단계   ꠝ                             ꠝ         ꠐ                 ꠐ 

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ         ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ 

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ                   ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ    

          4 단계   ꠝ                   ꠝ                   ꠐ            ꠐ  

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                   ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌊ                             ꠆ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠈ

          5 단계   ꠝ         ꠝ                             ꠐ      ꠐ

                    ꌋꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꠜꌐ                             ꠌꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠎ 

시험의 방법 및 결과의 이용방법은 상기와 같습니다.

시험 결과의 확인은 통상적으로 시험이 수행된 지반의 상태에 따라 달라지겠지만

Lu 값과 더불어 계산되는 투수계수 k 값의 일반적인 범위를 파악하시고, 그 범위는

풍 화 암  :  k = 10^-5 cm/sec 내외

연암 이상 : k = 10^-6～10^-7 cm/sec 내외로 지반의 일반적인 투수계수를 확인하시고,

Lu치로 판단시에는

5 미만인 지층은 완전 불투수층으로 보고 되어 있습니다.

기타사항은 이미 여러 문헌에도 나와 있습니다만 다음의 서적을 참고하시면 많은 도움이 되리라 생각합니다.

“ 암석․암반의 조사와 시험 ” 일본토질공학회편, 윤지선 역. p345～350.

 암반구조물의 기초처리는 구조물 기초암반의 결함을 보강하기 위한 암반 개량공법이며, 댐지반의 기초처리에는 그라우팅(grouting)공법이 널리 활용되고 있다. 그라우팅은 암반의 역학적 성질의 개량 및 물의 침투를 억제할 목적으로 기초암반에 시추공을 천공하여 그랑우트액을 주입, 층전하는 공법을 말합니다.

암반의 그라우트 가능성에 대한 초기의 평가는 시추공내의 투수시험 결과에 의하며, 투수시험 결과는 루전(lugeon)단위로 표시되며, 1루전은 1MN/m^2 의 압력하에서 1 litre/m/min 의 양수속도에 해당된다. 이 단위는 또한 투수계수 10^-7m/sec와 거의 같다. 양수시험을 하기 위한 시추공은 처음에 5m 깊이로 천공하며 위 3m 부분을 그라우팅하여  아래쪽 2m 부분에 대하여 실험을 실시한다. 다음으로 5m를 더 천공하여 위 5m 부분을 그라우팅하여 아래쪽 5m 부분에 대하여 실험을 시행하여, 5m 간격으로 시험을 계속한다. 시험결과는 주상도로서 작성한다. 표 6.6에 나타난 바와 같이, 그 값이 50일 때는 2.5mm의 절리가 나타나는 암반이다. 시멘트를 사용한 그라우팅에서는 최소폭 0.2mm의 틈새를 충전시킬 수 있으며, 이러한 폭을 갖는 틈새가 1m 간격으로 존재하는 암반의 루젼 값은 대략 50에 해당된다. 따라서 50이하의 루젼 값을 갖는 암반은 압밀 그라우팅(consolidation grouting)으로 개량이 가능하나, 50 이상일 경우에는 화학약품을 사용한 그라우팅이 필요하다. 종래에는 루젼 값 1이상인 기초암반에 콘크리트댐을 설치할 경우 그라우팅이 필요하다고 생각되어 왔으나, 특히 사력댐과 누수가 약간 허용될 수 있는 댐의 경우에는 그라우팅이 생략될 수 있음이 경험적으로 입증되었다. 시멘트를 주입하는 그라우팅의 경우 일반적으로 루젼 값이 3이하인 경우에는 그라우팅을 하지 않는다.

  그라우팅은 그 목적과 시행장소에 따라 여러 가지로 분류된다. 압밀그라우팅은 통상 얕은 깊이의 암반에 대하여 시행되며, 그라우팅을 위한 시추공은 10m를 넘지 않는다. 이 공법은 절리가 많은 기반암의 강도를 증가시키고 투수계수를 감소시킬 목적으로 시행된다. 또한 콘크리트와 기반암의 접촉을 강하게 하며, 발파작업으로 생긴 틈새를 충진시키는 역할도 하게 된다. 결과적으로 이 공법은 기초암반의 균일성을 증가시켜 부등침하와 불균형 응력조건을 개량하게 된다.

 그라우트액의 주입속도는 일반적으로 주입압력이 증가함에 따라 커지게 된다. 그러나 주입압력이 한계 이상으로 증가하면 암반에 균열이 생기거나 들어 올려지게 된다. 안전한 최대주입압력은 토압, 암반의 강도, 현장응력, 공극압 등에 따라 달라진다. 따라서 최대 주입압력은 수압파쇄 시험법(hydraulic fracture test)의 결과 또는 단순히 토압으로 부터 결정하게 된다.

대표적인 루젼값의 암반상태

루젼값	경암	절리가 발달된 연암
0	Completely tight	Completely tight
1	Occasionally open to about 1 mm	Occasionally open to hair crack size(0.3mm)
3 to 5	Occasionally open 2.5mm	Occasionally open to  1mm
20	Frequently open to 1mm
50	Frequently open to 2.5mm
100	Frequently open to 6mm