Interpretation on the subsurface velocity structure by seismic refraction survey in tunnel and slope

탄성파 굴절법 탐사를 이용한 지반 속도분포 해석-터널 및 절토 사면에의 적용 사례

For quantitative evaluation of geotechnical engineering properties such as rippability and diggability, clear interpretation on the subsurface velocity structures should be preceded by figuring out top soil, weathered and soft rock layers, shape of basement, fracture zones, geologic boundary and etc. from the seismic refraction data. It is very important to set up suitable field parameters, which are the configuration of profile and its length, spacings of geophones and sources and topographic conditions, for increasing field data quality Geophone spacing of 3 to 5m is recommended in the land slope area for house land development and 5 to 10m in the tunnel site. In refraction tomography technique, the number of source points should be more than a half of available channel number of instrument, which can make topographic effect ignorable. Compared with core logging data, it is shown that the velocity range of the soil is less than 700m/s, weathered rock 700${\~}$1,200m/s, soft rock 1,200${\~}$1,800m/s. And the upper limit of P-wave velocity for rippability is estimated 1,200 to 1,800m/s in land slope area of gneiss. In case of tunnel site, it is recommended in tunnel design and construction to consider that tunnel is in contact with soft rock layer where three lineaments intersecting each other are recognized from the results of the other survey.

탄성파 굴절법 탐사를 이용한 지반조사시 탐사 결과로부터 표토층 및 풍화대 깊이, 연암 또는 기반암의 심도, 단층 파쇄대나 연약지반의 위치 및 규모, 지질경계 등을 파악, 지하 속도분포를 도출함으로서 Rippability 등 지반 공학적 특성의 정량적 평가가 가능하다. 양질의 자료 취득을 위하여는 조사목적과 탐사심도에 맞는 측선길이 및 배치, 수진점과 진원점 간격 및 배치, 지형기복 여부 등 현장조사 파라미터의 설정이 중요하다. 택지개발 지역의 절토 사면부에서는 수진점 간격을 3${\~}$5m, 터널 지역에서는 5${\~}$10m 정도가 적합하며 측선의 배열은 주측선과 주요 지점에서 이에 사교하는 부측선 배치가 필요하다. 굴절법 토모그라피 해석기법의 적용시, 조사장비의 가용 채널 수에 1/2 이상의 진원점으로부터 자료를 취득해야 자료처리시 지형의 영향을 받지 않는다. 편마암 지대인 절토사면부에서 시추자료와 비교하여 탄성파 속도에 의한 지반분류는 토사 700m/s 이하, 풍화암 700${\~}$l,200m/s, 연암 1,200${\~}$l,800ni/s이고 굴삭난이도(리퍼빌리티)는 리핑암 700~l,200m/s, 발파암 1,800m/s 이상으로 나타났다. 터널 지역에서는 전통적인 해석기법을 적용하였으며 터널 계획고와 탄성파 속도 1,200m/s${\~}$l,900m/s에 해당되는 연암층과 접하는 구간에서는 지질조사 및 비저항 탐사결과로부터 해석된 3개의 지질 구조선과 만나고 있으므로 터널 설계/시공 시 이의 결과 반영이 필요하다.