Sampling Bias of Discontinuity Orientation Measurements for Rock Slope Design in Linear Sampling Technique : A Case Study of Rock Slopes in Western North Carolina

선형 측정 기법에 의해 발생하는 불연속면 방향성의 왜곡 : 서부 North Carolina의 암반 사면에서의 예

Orientation data of discontinuities are of paramount importance for rock slope stability studies because they control the possibility of unstable conditions or excessive deformation. Most orientation data are collected by using linear sampling techniques, such as borehole fracture mapping and the detailed scanline method (outcrop mapping). However, these data, acquired by the above linear sampling techniques, are subjected to bias, owing to the orientation of the sampling line. Even though a weighting factor is applied to orientation data in order to reduce this bias, the bias will not be significantly reduced when certain sampling orientations are involved. That is, if the linear sampling orientation nearly parallels the discontinuity orientation, most discontinuities orientation data which are parallel to sampling line will be excluded from the survey result. This phenomenon can cause serious misinterpretation of discontinuity orientation data because critical information is omitted. In the case study, orientation data collected by using the borehole fracture mapping method (vertical scanline) were compared to those based on orientation data from the detailed scanline method (horizontal scanline). Differences in results for the two procedures revealed a concern that a representative orientation of discontinuities was not accomplished. Equal-area, polar stereo nets were used to determine the distribution of dip angles and to compare the data distribution fur the borehole method versus those for the scanline method.

불연속면의 방향성은 암반의 과도변형이나 안정성에 영향을 미치는 특성 때문에 암반사면의 안정성 평가에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 불연속면의 방향측정에는 시추공(borehole)을 이용한 측정법이나 노두에서의 scanline을 이용하는 측정법과 같은 선형 측정법이 보편적으로 이용되나 이러한 측정 기법을 이용하여 획득한 자료들은 측선의 방향에 따라 쉽게 왜곡된다. 이러한 왜곡을 수정하기 위한 가중치 (weighting factor)가 적용되어도 특정 방향의 측선을 따라 자료를 획득할 경우 그 왜곡은 쉽게 보정되어지지 않는다. 즉, 불연속면의 방향자료 수집을 위해 이용된 선형 측선이 불연속면의 방향과 평행할 경우 대부분의 측선과 평행한 불연속면들은 조사 결과에 포함되지 않으며 이러한 현상은 불연속면들의 방향성 파악에 심각한 오류를 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 수직 측선 (borehole)에 의해 수집되어진 방향자료들과 수평 측선 (scanline)에 의해 수집되어진 방향자료들을 비교하였다. 서로 다른 두 방법에 의해 수집되어진 방향자료들은 큰 차이를 보이며, 이로 인해 불연속면들의 대표적인 방향성 결정에 장애가 되어진다. 불연속면의 경사각 분포와 수평과 수직 측선에 의해 수집되어진 자료들의 비교를 위해 등면적 극 평사투영망(polar stereo net)을 이용하였다.