본 연구는 화강암과 퇴적암지역에 위치하는 중저준위 경주방폐장의 불균질 배경 단열의 방향성, 밀도, 크기를 정량적으로 분석하였다. 불균질 배경 단열을 분석하기 위하여 지표지질조사, 전기비저항탐사, 공내 초음파주사검층 자료를 이용하였다. 연구지역 배경 단열의 정량화 분석을 위해서 부트스트랩 방법을 적용하였으며, 이에 의하여 위치에 따라 다양한 방향성을 가지는 단열들의 이방성을 합리적으로 특성화할 수 있었다. 단열 밀도는 단층 연장성을 고려한 단층거리의 역산값 및 전기비저항 평균값과 상관성을 보였으며, 평균 부피 단열 밀도($P_{32}$)는 $3.1m^2/m^3$로 나타났다. 중저준위 방폐물 처분 지하 사일로에서 측정된 단열과 지표 단층 정보에 의하면, 단열크기는 단열의 프랙탈 성질에 기초한 멱함수 법칙 분포에 따르며, 배경 단열의 반경은 1.5~86 m로 산정되었다.
낙동강 중류 지역(함안근, 창령군, 의령군)의 백악기 퇴적암의 단열계 특성(단열 방향성과 단열계 밀도도)을 파악하고, 단열과 단층, 수계 그리고 연구지역내 지하수공의 일일 사용량과의 관련성을 분석하였다. 단열계는 JI($N90^{\circ}-110^{\circ}E$), J2($N0^{\circ}-35^{\circ}E$), J3($N0^{\circ}-35^{\circ}W$)로 분류되며, 주로 남북방향과 동서방향 단열군의 방항성이 우세하다. 연구지역의 동편과 서편의 함안층 분포지역에서는 남북방향의 단열계가 우세한 반면에, 연구지역의 중간부분인 칠곡층 분포지역에서는 동서방향의 단열계기 우세하다. 이는 연구지역의 동편과 서편에 위치하는 북북동-남남서 방향의 단층계와 관련되는 것으로 보인다. 또한 낙동강 주변에서도 단열 밀도가 높게 나타나며, 이는 동서방향의 단열계가 낙동강과 연관됨을 암시한다. 한편, 연구지역내 지하수공의 일일 사용량과 단열 밀도 간에는 약한 양의 상관성을 보이며, 지하수 비양수량과 단열 밀도간에는 음의 상관성을 보인다. 이는 단열 밀도가 지하수 산출량을 결정하는 주요 요인이 될 수 없음을 지시한다.
연구지역인 경상북도 경주시 봉길리 지역은 백악기 퇴적암을 기반암으로 제3기의 화성암과 암맥들이 관입하여 분포한다. 이 지역에 대한 단열의 발달 특성을 이해하기 위하여 비교적 균질하고 신선한 제3기 화강암에 대한 격자분석을 통하여 단열발달사와 단열밀도 분포에 대한 연구를 실시하였다. 단열군들은 북서-남동방향의 연성 전단띠 (set a) ${\to}$ 북북서-남남동 방향의 인장단열 (set d) ${\to}$ 서북서-동남동 방향의 인장 또는 정단층성 단열 (set b) ${\to}$ 북동-남서 방향의 우수향 주향이동성 단열 (set c) ${\to}$ 서북서-동남동 방향의 정단층이 재활성된 역단층성 단열 (set e)의 순서로 발달되었음이 인지되었으며, 북서-남동방향의 연성 전단띠 (set a)는 이후에 좌수향으로 취성의 재활성 운동을 겪었음을 보여 준다. 서로 다른 암상에 대한 단열 밀도분석 결과는 단열의 밀도가 암석의 생성시기보다는 암석의 물성에 더 강하게 영향을 받는 것으로 나타났으며, 같은 암상에서의 단열밀도는 단층손상대에서 급격하게 증가함을 보여주었다. 또한 이러한 단열밀도의 변화는 암상의 차이와 관입접촉부를 따른 단층운동뿐만 아니라 암맥의 관입시의 냉각에 의한 절리의 형성에도 일부 원인이 있을 것으로 해석된다. 그러나 그 원인에 상관없이 이러한 단열의 증가는 유체의 유동에 좋은 통로의 역할을 하게 되어 이를 따른 유체의 유동뿐만 아니라 이에 포함된 원소의 이동에도 매우 중요한 기여를 할 것으로 생각된다.
단열암반 내의 지하수 흐름은 단열의 분포특성과 밀접한 관계를 갖고 있으며, 수리전도도와 직접적인 관계를 갖는 인자로서 단열 틈의 크기와 단열 교차빈도가 고려된다. 본 연구는 여수반도 북부지역의 화산암에 분포하는 단열의 간격과 틈의 크기에 대한 확률밀도함수의 유형과 단열의 분포특성이 수리전도도 값에 미치는 영향 및 상관관계를 분석하였다. 단열의 분포특성은 core logging과 초음파주사 검층을 통하여 조사되었으며, 일정구간별 수리전도도는 이중패커를 이용한 정압/압력강하 시험으로서 산출되었다. 연구지역에 분포하는 단열간격과 단열조별 틈의 크기는 대수정규분포를 나타내지만, 개구성 단열 틈의 크기는 정규분포에 가깝다. Core logging에 의한 투수성 단열, 텔레뷰어 검층에 의한 개구성 단열군, 그리고 Set 1에 속하는 단열들이 교차되는 수리시험 구간에서는 수리전도도 값과 양의 상관관계를 보였다. 단열암반의 수리전도도는 투수성 단열 틈의 크기에 1차적인 영향을 받으며 단열의 교차정도 및 크기에 2차적인 영향을 받는 것으로 해석된다.
우리나라의 광역단열도가 작성되었다. 단열들에 대해 장미그림을 그려보면 북북동, 북서, 서북서의 세조의 우세 배향을 보여준다. 단열의 밀도는 태백산 광화대 지역이 가장 높게 나타나고, 태백산지역에서 서울까지 지역, 문경-보은탄전지역과 진안지역, 충남탄전지역, 고령-함안지역, 양산단층 및 가음단층지역 등이 밀도가 높은 편이다. 사천-지리산-전주선의 서남부 지역이 밀도가 가장 낮다. 지질별로는 조선누층군, 평안누층군, 대동누층군, 경상누층군 등 비변성 퇴적암 지역이 선캠브리아 기반암과 쥬라기 화강암 분포지역에 비해 단열 발달 밀도가 높다. 또 쥬라기 화강암에 비해 선켐브리아 기반암에서 단열발달 빈도가 상대적으로 높다. 우리나라의 광역단열을 길이를 토대로 $F_1,{\;}F_2,{\;}F_3,{\;}F_4$의 4등급으로 분류하였다. 등급별 단열의 배향은 자기유사(self-similar)하다고 하겠고 단열의 길이에 대한 누적 수 사이엔 누승법칙(power law) 분포를 지시한다. 지구조 구역별로 볼 때 단열은 경기육괴 지역과 경상분지 지역에서는 $F_1$에서부터 $F_4$까지 모든 등급 단열이 발달하나 그 외 지역은 F$_1$ 단열이 거의 발달되지 않는다. 양산단층을 포함한 대규모 단열들은 대부분 일회의 단층운동에 의해 지금의 연장을 가졌다기보다는 다중변형작용을 통한 변위의 집적으로 지금과 같은 길이를 이루었다고 보아야할 것이다. $F_1$ 단열을 제외한 다른 등급의 단열은 우리나라 전지역을 통해 고르게 발달한다고 볼 수 있다. 또 단열의 밀도는 옥천비변성대에서 가장 높게 나타나고 충남분지와 경상분지도 비교적 높다.
본 연구에서는 단열성능 및 물리적 성질이 우수한 친환경 목섬유 단열재의 제조 기술을 확립하기 위하여 멜라민 요소 폼알데하이드(MUF), 페놀 폼알데하이드(PF), emulsified MDI (eMDI) 및 라텍스계 수지 등 서로 다른 접착제로 제조한 저밀도섬유판의 특성을 비교하였다. 그 결과 MUF, PF, eMDI 수지 접착제로부터는 경질(硬質) 저밀도섬유판이, 라텍스계 수지 접착제로부터는 연질(軟質)의 저밀도섬유판이 각각 제조되었다. 모든 저밀도섬유판은 일반 중밀도섬유판에 비해 현저히 낮은 열전도율을 나타냈으며, 압출 발포 폴리스티렌과 유사한 단열 성능을 나타내는 것으로 조사되었다. 한편 본 연구에서 제조한 저밀도섬유판 중 eMDI를 사용한 것은 흡수 두께/길이 팽창률 및 휨 강도 등 물리적 성질이 가장 우수하였다.
전라남도 고흥군 백일도에 발달하는 우수향 주향이동 단층인 백일도단층은 응회질 사암과 화산력응회암의 분포를 규제하며 복잡한 단열계를 수반한다. 본 연구에서는 백일도단층 주변의 상세 단열 지도를 기반으로 원조사법 및 위상기하 분석법을 통해 단열계의 기하 및 연결성의 공간적 변화를 파악하였다. 분석 결과 단열계의 밀도와 연결성은 화산력응회암에서보다 응회질 사암에서 더욱 높게 나타난다. 응회암질 사암 내 단층의 주향에 대한 구조적 위치에 따라 단열군의 방향 분산도, 밀도, 그리고 평균 길이가 변화한다. 또한 단층 굴곡 주변에는 단층과 고각을 이루거나 휘어진 단열이 집중되어 발달한다. 상세한 단열 관찰과 분석을 통해 본 연구에서는 다음과 같은 결론을 도출하였다. (1) 응회질 사암 내 단열계의 높은 밀도는 석영, 장석과 같은 취성 광물의 높은 비율에 의해 제어된다. (2) 단열계의 연결성은 구조적 위치에 따른 단열군 방향의 다양화 및 연장성의 증가에 의해 향상된다. (3) 불규칙한 기하를 가진 단층 굴곡은 단층 주변의 응력을 집중 및 교란시켜 단층과 고각을 이루거나 휘어진 단열을 발생시킨다. 연구 결과는 단층 주변 단열계의 발달을 제어하는 여러 지질학적, 구조적 요인에 대한 이해를 증진시키는 데에 도움이 될 것으로 기대된다.
본 논문에서는 공공건축물 그린리모델링 과정에서 철거되는 단열재 샘플을 수거하여 열전도율과 밀도 등 단열성능과 관련된 물성치에 대한 측정 결과를 제시하였다. 단열재의 장기 열저항은 제조 초기 단계의 열전도율을 추정하기 위한 자료가 남아있지 않다는 한계로 인해 정확한 변화 양상을 도출하기 어려웠지만, 설계도서를 통해 추정한 정보에 기반하여 비드법 단열재의 경우 기존 지식과 동일하게 설치 후 10년 이상 경과 시 성능변화가 크지 않다는 결과를 얻을 수 있었다. 하지만 동일 등급, 동일 경과 기간의 단열재에서 측정된 열전도율의 편차가 크고, 특히 단열재 샘플의 밀도가 설계도서상에 기재된 설치 단열재의 등급 기준에 크게 못 미친다는 결과를 얻었다. 준공 시점 및 운영 단계의 성능 관리가 되지 않고 있다는 것을 보여주는 실험 결과이며, 그린리모델링 등 건축물에너지 성능 개선을 적절히 평가하기 위해서는 건물생애주기에 걸친 성능 검증인 빌딩커미셔닝의 적용이 중요하다.
경상남도 천성산과 정족산 일원을 대상으로 정밀 지질조사를 하여 지질구조와 단열 밀도분포 자료들을 수집하여 분석하였다. 양산단층과 동래단층에 평행하고 연속성이 좋은 우수향 주향이동단층(법기단층)과 이와 사교하는 북서방향의 우수향 횡인장성 단층 그리고 대, 소규모의 단속적인 단층들이 수 개 존재함이 추적, 확인되었다. 단열계는 주향 방향과 빈도수에 따라 북북동방향의 단열군 Jl($NS~40^{circ}E$), 서북서방향의 단열군 J2($N50^{\circ}~80^{\circ}W$), 동북동방향의 단열군 J3($N60^{\circ}~90^{\circ}$)로 구분된다. 단열 밀도분석을 실시한 결과, Jl은 법기단층 우수향 주향이동단층 운동에 의한 Y-. P- 그리고 R-전단 단열들의 조합, J2 단열군은 화강암 마그마의 관입통로가 되었던 기존 단열대 또는 화강암 마그마의 관입과 지각융기로 인한 북북동-남남서방향의 지각 신장성 단열, 그리고 J3은 양산단층과 동래단층을 비롯한 북북동방향의 우수향 주향이동단층들 사이의 지괴에 만들어진 신장성 단열(T)들인 것으로 해석된다. 이 연구결과는 연구지역에서 지하 구조물이나 터널 공사시에 환경피해를 줄이고 구조물의 안정성을 높이는데 도움을 줄 수 있을 것이다.
거정 장석반정을 다량 함유하는 청산화강암이 연성전단변형을 받아 압쇄암화되는 동안에 일어난 미구조 변화를 파악하기 위해 변형된 청산화강암의 암석구조와 미구조 연구를 수행하였다. K-장석에서 특징적인 미구조는 미세킹크, 미세단열, 밀메카이트, 플레임 퍼어사이트, 코아 외부에 아입자 발달이 없는 코아-맨틀구조 등으로 인지된다. 미세킹크는 미세 단열되거나 미단열된 K-장석들에서 모두 관찰되고, 미세킹크의 축 방향은 미세단열에 의해 경계져 있는 양쪽 K-장석으로 연장된다. 밀메카이트와 플레임 퍼어사이트는 미세 단열된 K-장석들의 입계에 고 변형량의 집중으로 발달한다. 사장석에는 미세단열, 변형쌍정, 킹크대 등이 우세하게 관찰된다. 거정 사장석 반정의 입도 세립화는 역시 미세단열작용에 의해 진행되었다. 그러나 미세 단열된 K-장석과 달리 미세 단열된 사장석에는 코아-맨틀구조가 관찰되지 않는다. 화성기원의 누대구조를 중첩하는 변형쌍정은 변형정도가 낮은 저 변형암에서 종종 관찰된다. 고 변형암에서 변형쌍정의 엽층들은 일반적으로 공액성 킹크대의 둔각 이등분선 방향으로 발달하고, 미세단열 내지 미세단층 되어 무질서한 배열을 보인다. 따라서 이와 같은 특징적인 미구조로부터 청산화강암의 압쇄암화작용 동안에 미구조는 다음과 같이 발달하였음을 제시한다: 거정 K-장석 반정에 미세킹크의 출현과 사장석에 킹크대와 변형쌍정의 출현, 미세단열작용에 의한 거정 장석반정들의 입도 세립화, 미세 단열된 K-장석에 밀메카이트와 플레임 퍼어사이트 그리고 입계이동 재결정작용에 의한 K-장석 조각들의 입도 세립화와 함께 코아-맨틀구조의 출현.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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