Hoek-Brown vs Mohr-Coulomb 파괴기준

안녕하세요, GeoWith입니다. 지난 시간에는 3D 지질모델을 살펴봤다면, 오늘은 그 지반의 강도 특성을 정량화하는 두 가지 대표적인 파괴기준, Mohr-Coulomb과 Hoek-Brown을 비교해보겠습니다.

🔎 전문가 설명 두 기준의 적용범위를 혼동해 부적합한 기준을 사용하는 문제가 있어, 암반의 절리 발달정도와 응력수준을 고려해 적정 기준을 선택하고, 필요시 Hoek-Brown 결과를 등가 Mohr-Coulomb 정수로 환산해 병행 활용하는 것으로 대응한다.

📌 핵심정리

• Mohr-Coulomb은 c·φ 기반 선형 파괴기준으로 토사·연암에 적합하고, Hoek-Brown은 GSI 기반 비선형 파괴기준으로 절리암반에 적합합니다.
• Mohr-Coulomb은 직접전단·삼축압축시험으로, Hoek-Brown은 일축압축강도(σci)·GSI·mi로 강도정수를 산정합니다.
• 두 기준은 상호 환산이 가능하며, 대상 지반 특성에 맞는 선택과 병행 활용이 핵심입니다.
• Hoek-Brown 2002년 개정과 AI 기반 GSI 자동 산정이 최신 동향입니다.

📚 참고 기준·자료

· Hoek, E., Brown, E.T., Practical estimates of rock mass strength, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 34(8) | 1165-1186 | 1997 (2002년 GSI 세분화 개정)

참고 기준 확인: 2026-09

❓ 자주 묻는 질문

Q1. 두 파괴기준의 가장 근본적인 차이는 무엇인가요?
A1. Mohr-Coulomb은 전단응력과 수직응력을 직선(선형)으로 연결하는 기준인 반면, Hoek-Brown은 절리암반의 실제 거동을 반영해 곡선(비선형) 형태의 관계식을 사용한다는 점이 가장 근본적인 차이입니다.

Q2. 어떤 상황에 어떤 기준을 선택해야 하나요?
A2. 균질한 토사나 연약지반에는 실내시험으로 직접 c, φ를 구할 수 있는 Mohr-Coulomb이 적합하고, 절리가 많이 발달한 암반사면이나 터널 주변 암반에는 절리 특성을 반영하는 Hoek-Brown이 더 적합합니다.

Q3. GSI란 무엇인가요?
A3. GSI(Geological Strength Index, 지질강도지수)는 암반의 절리 발달정도와 절리면 상태를 현장에서 관찰해 등급화한 지수로, Hoek-Brown 파괴기준식의 핵심 입력변수로 사용됩니다.

Q4. Hoek-Brown 결과를 Mohr-Coulomb 정수로 바꿀 수 있나요?
A4. 네, 가능합니다. 특정 응력범위에서 Hoek-Brown 파괴포락선에 가장 잘 맞는 직선을 구해 등가의 점착력과 내부마찰각을 산정하는 방법이 널리 사용되며, 대부분의 수치해석 소프트웨어가 이 환산 기능을 지원합니다.

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