불국사 석탑의 지반 특성에 대한 지구물리탐사


Abstract

Bulku temple in the city of Kyungju, Korea, built in 791 and reconstructed in the 20th century, is the home of seven national treasures including two three-story stone pagodas, Dabotap (height 10.4m, width 7.4m, weight 123.2ton) and Seokgatap (height 10.8m, width 4.4m, weight 82.3 ton). An earlier archaeological investigation shows that stone pagodas have experienced severe weathering process which will threaten their stability. At the base part of Dabotap, an offset of the stone alignment is also observed. For the purpose of the structural safety diagnosis of two pagodas, we introduce the nondestructive geophysical methods. Site characteristics around the pagodas are determined by the measurement of multiple properties such as seismic velocity, resistivity, image of GPR(ground-penetrating radar). Near the pagodas, the occurrence of high resistivity (up to 2200 Ωm) is obvious whereas their outskirts have as low as 200 Ωm. For the velocity of the P wave, the site of Dabotap has the range of 500~800 m/s which is higher than counterpart of Seokgatap with the velocity of 300~500m/s, indicating the solider stability of Dabotap site. Consequently, in addition to GPR images, the foundation boundaries beneath each stone pagodas are revealed. The Dabotap site is in the form of an octagon having 6-m-long side with the depth of ~4m, whereas the Seokgatap site the 9m × 10m rectangle with the depth of 3m. These subsurface structures appear to reflect the original foundations constructed against the stone load of ~8 ton/㎡. At the subsurface beneath the northeast of each pagoda, low seismic velocity as well as low resistivity is prominent. It is interpreted to represent the weak underground condition.

서기 751년에 축조되어 20세기에 해체 수리된 경주 불국사의 다보탐(높이 10.4m, 기단폭 7.4m, 하중 123.2 ton)과 석가탑(높이 10.8m, 기단폭 4.4m, 하장 82.3ton)은 국보급 문화재이나, 현재 석탁의 풍화는 물론 지대석의 어긋남 현상들이 관찰된다. 이 연구에서는 두 석탑의 안정성 진단에 필요한 지반 특성을 파악하기 위하여 탄성파, 전기비저항, 지하레이다 등의 지구 물리탐사를 실시하였다. 전기비저항 분포는 두 석탑 부근에서 최대 2200 Ωm의 값이나 석탑 외부의 지반은 200 Ωm 내외의 낮은 비저항치를 보이며 특히 북쪽 지반이 전반적으로 더 낮은 값을 보인다. 탄성파 P파의 속도분포에서는 다보탑 지반은 500~800m/s를 보여 300~500m/s의 범위를 갖는 석가탑 지반보다 상대적으로 견고하다. 이들 결과와 지하레이터 영상을 종합하여 탑의 지반 형태를 파악하였다. 다보탑 지반의 형태는 한 변의 길이가 약 6m인 8각형 모양으로 약 4m 깊이를 갖고, 석가탑지반은 약 9m × 10m의 직사각형 형태로 약 3m 깊이까지 분포한다. 이는 석탑 건립 당시 약 8ton/㎡의 탑하중을 견디기 위해 구축한 기초구조로 해석한다. 대체로 두 석탑의 북서쪽 부분이 주변지역보다 낮은 탄성파 속도와 낮은 비저항값이 관찰되는데 이 부분은 연약한 지반으로 판단한다.

Keywords

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