암반 RQD와 Core Recovery의 차이 및 시추코어 품질 평가 방법
지반 조사와 암반 평가의 핵심인 코어 회수율과 암질 지수 이해하기
건설 현장이나 터널 공사, 혹은 대규모 토목 사업을 앞두고 지질 조사를 진행하다 보면 반드시 마주하게 되는 용어가 있습니다. 바로 코어 회수율(Core Recovery)과 암질 지수(RQD, Rock Quality Designation)입니다. 이 두 지표는 우리가 발을 딛고 있는 땅 밑 암반이 얼마나 단단하고 안정적인지를 판단하는 가장 기초적이고 중요한 척도입니다. 하지만 일반인들에게는 다소 생소하게 느껴질 수 있습니다. 이 글에서는 이 두 개념의 차이점과 실무에서의 활용법, 그리고 암반 품질을 평가하는 올바른 방법에 대해 상세히 알아보겠습니다.
코어 회수율과 암질 지수의 기본 개념 비교
먼저 코어 회수율과 암질 지수가 무엇을 의미하는지 명확히 구분할 필요가 있습니다. 두 지표 모두 시추 작업을 통해 얻어진 암석 조각(코어)을 바탕으로 계산되지만, 그 목적과 측정 방식에는 큰 차이가 있습니다.
코어 회수율이란 무엇인가
코어 회수율은 시추기(Drill)를 사용하여 지반을 뚫었을 때, 이론적으로 채취해야 할 전체 길이 대비 실제로 지상으로 건져 올린 암석의 길이를 백분율로 나타낸 것입니다. 예를 들어 1m를 시추했는데 80cm의 암석 코어가 올라왔다면 코어 회수율은 80%가 됩니다. 이는 단순히 ‘얼마나 암석을 온전하게 회수했는가’라는 물리적인 양을 의미합니다.
암질 지수 RQD의 정의
암질 지수(RQD)는 회수된 코어 중에서 10cm 이상 되는 긴 암석 조각들의 길이를 합산하여, 전체 시추 길이로 나눈 값입니다. 즉, 암석이 얼마나 잘게 부서지지 않고 ‘덩어리진 상태’를 유지하고 있는지를 평가합니다. RQD는 암반의 공학적 품질을 나타내는 가장 대표적인 지표로, 값이 높을수록 암반이 매우 단단하고 구조적으로 안정적임을 의미합니다.
두 지표의 결정적인 차이
- 측정 목적: 코어 회수율은 시추 작업의 성공률과 암석의 존재 여부를 확인하는 기초 데이터인 반면, RQD는 시추코어의 자연적인 불연속면에 따른 분절 정도를 나타내며, 암반의 품질을 평가할 때 활용하는 지표입니다.
- 계산 방식: 코어 회수율은 회수된 모든 조각을 포함하지만, RQD는 10cm 이상의 단단한 조각만을 선별하여 계산합니다.
- 활용도: 코어 회수율은 시추 장비의 적절성과 암반의 풍화 정도를 파악하는 데 쓰이고, RQD는 터널 보강 설계나 기초 공사의 지지력 산정 등 구체적인 설계 기준이 됩니다.
암질 지수 RQD를 통한 암반 품질 분류 체계
실무에서는 RQD 값을 기준으로 암반을 5단계로 분류합니다. 이 분류 체계는 건설 현장에서 굴착 방식이나 보강재의 양을 결정하는 매우 중요한 근거가 됩니다.
| RQD 값(%) | 암반 품질 등급 |
|---|---|
| 0 ~ 25 | 매우 불량 |
| 25 ~ 50 | 불량 |
| 50 ~ 75 | 보통 |
| 75 ~ 90 | 좋음 |
| 90 ~ 100 | 매우 좋음 |
위 표에서 볼 수 있듯이 RQD가 75% 이상이면 양호한 암반으로 평가하며, RQD가 낮으면 자연적인 불연속면이 발달했을 가능성을 검토해야 하지만, 보강 필요 여부는 암석 강도, 불연속면 특성, 지하수 및 구조물 조건 등을 종합하여 판단해야 합니다.
RQD와 Core Recovery 계산 방법 및 시추코어 품질 평가 사례
암반 시추조사에서 Core Recovery(코어 회수율)와 RQD(Rock Quality Designation)는 모두 시추코어를 이용해 산정하는 지표다. 그러나 두 지표는 평가하는 대상이 다르기 때문에 동일한 시추구간에서도 서로 다른 결과가 나타날 수 있다.
Core Recovery는 실제 회수된 코어의 전체 길이를 나타내는 반면, RQD는 회수된 코어 중 일정 길이 이상의 건전한 암석 구간을 대상으로 계산한다.
따라서 코어 회수율이 높다는 사실만으로 암반의 품질이 우수하다고 판단해서는 안 된다.
1. Core Recovery와 RQD 계산식 비교
① Core Recovery 계산식
Core Recovery(%) = (회수된 코어의 전체 길이 ÷ 시추구간 길이) × 100
예를 들어 1.5m를 시추하여 총 1.35m의 코어를 회수했다면 다음과 같다.
Core Recovery = (1.35 ÷ 1.5) × 100 = 90%
이는 해당 시추구간에서 전체 길이의 90%에 해당하는 코어가 회수되었다는 의미다.
② RQD 계산식
RQD(%) = (길이 100mm 이상인 건전한 코어 구간의 합계 ÷ 시추구간 길이) × 100
RQD를 계산할 때에는 단순히 코어 조각의 길이만 확인하는 것이 아니라 자연적인 불연속면과 시추 과정에서 발생한 인위적인 파손을 구분해야 한다.
또한 심하게 풍화되거나 쉽게 부서지는 코어는 길이가 100mm 이상이더라도 평가 방법에 따라 산정 대상에서 제외될 수 있다.
2. 시추코어를 이용한 RQD 계산 예제
다음은 길이 1.5m의 가상 암반 시추구간에서 회수된 코어를 분석한 사례다.
가상 시추 조건
- 시추구간 길이: 1,500mm
- 전체 코어 회수 길이: 1,350mm
- 미회수 구간: 150mm
- 회수된 코어는 모두 건전한 암석이라고 가정
- 각 조각은 자연적인 불연속면으로 구분되었다고 가정
| 코어 번호 | 회수 길이 | RQD 산정 |
|---|---|---|
| 1 | 350mm | 포함 |
| 2 | 250mm | 포함 |
| 3 | 180mm | 포함 |
| 4 | 90mm | 제외 |
| 5 | 80mm | 제외 |
| 6 | 200mm | 포함 |
| 7 | 120mm | 포함 |
| 8 | 80mm | 제외 |
| 합계 | 1,350mm | 1,100mm 포함 |
① Core Recovery 계산
전체 회수 길이 = 1,350mm
Core Recovery = (1,350 ÷ 1,500) × 100
Core Recovery = 90%
② RQD 계산
100mm 이상인 건전한 코어 구간의 길이 합계는 다음과 같다.
350 + 250 + 180 + 200 + 120 = 1,100mm
RQD = (1,100 ÷ 1,500) × 100
RQD = 약 73.3%
③ 결과 비교
| 평가항목 | 계산 결과 | 의미 |
|---|---|---|
| Core Recovery | 90% | 시추구간에서 코어가 비교적 많이 회수됨 |
| RQD | 73.3% | 자연적인 불연속면으로 구분된 건전한 코어 길이를 반영 |
| 차이 | 약 16.7%p | 회수율과 RQD가 서로 다른 정보를 나타냄 |
이 예제에서는 전체 코어의 90%가 회수되었지만 RQD는 약 73.3%로 계산되었다.
즉, 코어가 많이 회수되었다고 해서 모든 코어가 RQD 산정 조건을 충족하는 것은 아니다.
※ 위 수치는 계산 원리를 설명하기 위한 가상 사례이며 실제 시추조사 결과가 아니다.
3. Core Recovery가 100%여도 RQD가 낮을 수 있을까?
가능하다.
길이 1m의 시추구간에서 코어가 전부 회수되었다고 가정하자.
그런데 회수된 코어가 자연적인 불연속면에 의해 각각 50mm 길이의 조각 20개로 구분되어 있다면 어떻게 될까?
전체 회수 길이는 1,000mm이므로 Core Recovery는 100%다.
하지만 RQD 산정 조건인 100mm 이상의 건전한 코어 구간이 없으므로 RQD는 0%가 된다.
| 항목 | 결과 |
|---|---|
| 시추구간 길이 | 1,000mm |
| 회수된 코어 길이 | 1,000mm |
| Core Recovery | 100% |
| RQD 산정 대상 길이 | 0mm |
| RQD | 0% |
이러한 차이는 Core Recovery와 RQD를 함께 확인해야 하는 이유를 보여준다.
다만 모든 짧은 코어 조각이 자연적인 불연속면 때문에 발생한 것은 아니다. 시추 과정에서 인위적으로 파손된 코어는 별도로 구분해야 한다.
4. 시추 중 발생한 인위적 파손이 RQD에 미치는 영향
RQD 계산에서 중요한 과정 중 하나는 자연적인 불연속면과 기계적인 파손을 구분하는 것이다.
예를 들어 원래 300mm 길이의 건전한 코어가 시추 작업 중 세 조각으로 파손되었다고 가정하자.
각 조각의 길이가 80mm, 90mm, 130mm라면 단순히 개별 조각의 길이만 기준으로 계산할 경우 130mm만 RQD에 포함될 수 있다.
하지만 파손면이 시추 작업에 의한 인위적 파손으로 확인되었다면 조각을 원래 상태로 맞춰 하나의 300mm 구간으로 평가할 수 있다.
이 경우 자연적인 불연속면으로 분리된 것과는 결과가 달라진다.
따라서 시추코어를 평가할 때에는 파손면의 상태와 발생 원인을 기록해야 한다.
파손 원인이 명확하지 않은 경우에는 임의로 모든 조각을 연결해서 계산하지 말고 적용 평가기준과 조사 기록을 확인해야 한다.
5. RQD 측정에서 자주 발생하는 오류
첫째, 100mm 미만의 모든 코어를 무조건 제외하는 것이다.
길이가 짧더라도 시추나 운반 과정에서 발생한 인위적인 파손이 확인된 경우에는 원래 코어의 연속성을 고려해야 한다.
둘째, 길이가 100mm 이상이면 모든 코어를 포함하는 것이다.
RQD는 길이뿐 아니라 코어의 건전성도 고려한다. 심하게 풍화되거나 쉽게 부서지는 암석은 평가 조건을 확인해야 한다.
셋째, RQD가 높으면 암반이 반드시 안전하다고 판단하는 것이다.
RQD는 불연속면의 방향, 연속성, 충전물, 지하수 상태 및 지반응력 등을 모두 반영하지 않는다.
따라서 높은 RQD 값만으로 사면 안정성이나 터널 굴착면의 안전성을 보장할 수 없다.
넷째, 시추 방향에 따른 차이를 고려하지 않는 것이다.
불연속면의 방향과 시추공의 방향에 따라 코어에서 관찰되는 불연속면의 빈도가 달라질 수 있다.
같은 암반에서도 시추 방향이 달라지면 RQD 결과가 달라질 가능성이 있으므로 지질 구조와 시추 방향을 함께 기록해야 한다.
6. 시추코어 품질 평가 시 확인할 사항
시추코어를 평가할 때에는 다음 항목을 함께 확인하는 것이 좋다.
| 점검항목 | 확인 내용 |
|---|---|
| 시추구간 길이 | 평가에 사용한 정확한 시추 길이 |
| 코어 회수 길이 | 실제 회수된 전체 코어 길이 |
| 자연 불연속면 | 절리, 층리, 파쇄면 등의 분포 |
| 인위적 파손 | 시추 및 취급 과정에서 발생한 파손 여부 |
| 암석 풍화도 | 코어의 건전성과 풍화 상태 |
| 지하수 조건 | 시추 중 관찰된 지하수 및 유입수 |
| 시추 방향 | 불연속면과 시추공의 상대적인 방향 |
이러한 자료를 함께 기록하면 단순한 RQD 수치뿐 아니라 평가 결과의 신뢰성과 적용 한계를 검토하는 데 도움이 된다.
7. RQD와 RMR은 어떻게 연결될까?
RQD는 암반의 품질을 나타내는 개별 지표이며, RMR(Rock Mass Rating)은 여러 평가항목을 종합하여 암반을 분류하는 체계다.
RMR89에서는 RQD가 암반분류를 구성하는 평가항목 중 하나로 사용된다.
그러나 RQD가 동일한 두 암반이라도 암석의 일축압축강도, 불연속면 간격과 상태, 지하수 조건 및 불연속면 방향이 다르면 최종 RMR 점수는 달라질 수 있다.
따라서 RQD는 암반 상태를 이해하기 위한 출발점으로 활용하고, 실제 공학적 판단에서는 다른 조사 결과와 함께 해석해야 한다.
8. RQD와 Core Recovery 평가의 핵심 정리
Core Recovery와 RQD는 동일한 시추코어를 이용하지만 서로 다른 정보를 제공한다.
Core Recovery는 코어의 전체 회수 정도를 나타내며, RQD는 건전한 코어 구간의 길이를 바탕으로 암반의 불연속면 발달 정도를 간접적으로 평가한다.
특히 RQD 계산에서는 자연적인 불연속면과 인위적인 파손을 구분하고, 코어의 건전성 및 시추 방향에 따른 영향을 고려해야 한다.
두 지표를 함께 분석하고 필요한 경우 암석 강도시험, 불연속면 조사, RMR 등의 평가체계와 연계하면 암반 상태를 보다 종합적으로 이해할 수 있다.
참고자료 및 출처
1. Texas Department of Transportation (TxDOT)
Geotechnical Manual – Percent Recovery and Rock Quality Designation (RQD)
코어 회수율과 RQD의 계산식, 자연적인 불연속면과 기계적 파손의 구분에 관한 기술자료.
2. ASTM International
ASTM D6032/D6032M-17 – Standard Test Method for Determining Rock Quality Designation (RQD) of Rock Core
시추코어를 이용한 RQD 평가 방법과 적용 범위에 관한 기술표준. 해당 판본은 2026년 철회되었으며 대체 표준이 지정되지 않은 상태이므로, 최신 현장 적용 기준으로 소개하지 않고 참고문헌으로 활용한다.
https://store.astm.org/d6032_d6032m-17.html
※ 본문에 사용된 계산 예제는 RQD와 Core Recovery의 차이를 설명하기 위한 가상 사례다. 실제 현장 설계 및 안전성 검토에서는 해당 사업의 적용 기술기준과 현장 조사 결과를 우선해야 한다.
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