낙산사 칠층석탑에 발달한 표면균열의 특성과 성장 메커니즘

A Study on the Characteristics and the Growth Mechanism of Surface Cracks from the Naksansa Seven-Storied Stone Pagoda, Korea

보물 제499호로 지정되어 있는 낙산사 칠층석탑에 대해 표면풍화로 인한 표면균열 발달 양상을 연구하였다. 이 석탑의 석재는 흑운모 화강암과 각섬석-흑운모 화강암으로, 중립질 이상의 입자크기와 회백색을 띄며 특징적으로 거정의 장석 반정을 수반하는 반상조직이 나타난다. 석탑에 나타나는 표면균열은 기단부 및 1층 탑신에서 많이 관찰되며, 대부분 수직, 수평, 대각선 방향으로 발달하고 있다. 석탑에 사용된 석재 내부의 미세균열은 원래부터 리프트 결과 그레인 결의 방향으로 잘 발달한 것이며, 이 두 결이 균열성장과 그에 따른 손상을 야기한 것으로 판단된다. 이와 더불어 석탑에서 나타나는 수직균열은 탑의 자체 하중에 의한 압축응력과 평행하게 미세균열이 성장하였으며, 수평균열은 주 압축응력에 대한 반발 인장력이 균열의 성장을 촉진시킨 것으로 판단된다. 한편, 석탑의 남동쪽 부재 탈락은 압축과 인장에 의한 것과 더불어 거정질 알칼리장석 반정의 벽개와 쌍정면의 영향으로 인해 발생한 것으로 해석된다.

We studied the characteristics and the growth mechanism of surface cracks from the Naksansa seven-storied stone pagoda(Treasure No. 499). The pagoda is composed of both medium-grained, porphyritic biotite granite and hornblende-biotite granite. Alkali feldspar megacrysts are easily found as phenocrysts in the rocks. Surface cracks intensely developed at the lower part of the stone pagoda, and their directions are of vertical, horizontal, and diagonal. The rocks of the pagoda have intrinsic microcracks which can be defined as rift and grain rock cleavages. Both rock cleavages seems likely to have led to the crack growth and consequently to the mechanical deterioration of the pagoda. The vertical cracks developed parallel to the vertical compressive stress, whereas horizontal ones formed by tensile strength normal to the vertical compression. In addition mineral cleavages and twin planes of alkali feldspar phenocrysts seems to have been closely related to the mechanical breakdown of the rocks in the NE part of the pagoda.