단층의 공학적 의미와 분류방법을 살펴보고 토목구조물의 설계 및 시공을 위하여 조사단계에서 단층에 대한 분포 및 공학적 특성을 파악하기 위한 각종 물리탐사, 현장시험, 실내시험 사례를 검토하였다. 단층의 분포특성 조사 사례를 통하여 지표지질조사, 시추조사, 물리탐사 결과들의 상호 관계를 살펴보고, 단층 및 주변 상태에 따라 적정한 탐사 및 조사 방법을 검토하였다. 그리고 단층의 공학적 특성 평가를 위한 현장 및 실내시험 방법을 고찰하고, 단층의 점착력, 마찰각 등과 같은 물성치의 산정 사례들을 수집하여 분석하였다.
측선 전체에 걸쳐 표토층이 두껍게 덮여 있어서 지질조사에 의한 단층의 확인이 용이하지 않은 두 지역에서 측선을 교차하는 단층의 위치와 그의 심부 발달 상태를 밝히고자 array CSAMT탐사를 수행하였다. 측선 직하부의 전기비저항 단면도에서 전기비저항 분포의 급격한 횡적 불연속을 나타내거나 또는 높은 함수율로 인해 어느 정도의 폭을 갖으며 저비저항대로 표출되는 부분을 단층 또는 단층파쇄대로 해석한 후, 이에 대한지질학적 증거를 확보하기 위하여 재차 지질조사를 수행하였다. 주변의 노출된 단층의 위치를 내$\cdot$외삽 하거나 단층으로 해석한 동일 위치에서 최근의 토목공사로 인해 우연히 노출된 단층의 증거를 확보하고 array CSAMT 탐사의 단층 조사에 대한 적용성을 확인할 수 있었다. 일부 측선에 대하여는 동일 측선에서 수행된 쌍극자-쌍극자배열 전기비저항탐사 결과를 array CSAMT 탐사 결과와 대비하여 단층 조사에 대한 양자의 적용성을 비교하였다.
이 연구에서는 경기육괴내에 존재하는 것으로 알려진 대규모 단층대인 신갈단층을 기흥지역에서 확인하였다. 기흥저수지 지역의 지질공학적 조사를 실시하여 단층대 위치 및 특징을 파악하였다. 이 단층대는 신갈단층으로 알려져 있으며, 남북방향으로 발달된 이 단층대는 추가령 열곡 내에서 리델 타입(Riedel-type)의 주향이동 단층으로 해석된다. 단층대를 따라서 62공의 시추조사와 전기비저항탐사 약 11 km, 바이브로사이즈 탄성파탐사 약 500 m를 실시하였다. 시추조사 및 물리탐사 결과, 최대 폭 300미터의 단층대는 주로 가우지 및 단층각력으로 구성되며, 망상의 2차 균열이 단층대 안에 서로 평행하게 발달함이 확인되었다. 시추조사 및 물리탐사 결과, 신갈단층의 휘어지는 부분인 기흥저수지 지역에서 꽃 구조(flower structure)와 유사한 지질구조의 발달 가능성이 있을 것으로 예측되지만, 연구지역의 특성상 노두 확인이 불가능하기 때문에 이와 같은 해석에는 불확실성이 있다. 따라서 단층대의 기하학적 특징, 단층간의 연결 형태 등에 대한 자세한 조사가 이루어질 필요가 있다.
암반내 존재하는 단층은 암반의 거동에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 암반사면, 터널과 같은 암반구조물의 설계 및 시공에 있어서 단층특성에 대한 조사는 무엇보다 중요하다 할 수 있다. 그러나 설계단계에서 이러한 특성을 파악하기에 한계가 있기 때문에 시공중 막장관찰과 추가지반조사를 통하여 터널주변에 존재하는 단층의 분포 및 공학적 특성에 대하여 조사하여야 한다. 본 연구에서는 운모편암지역에서의 대단면 터널 공사중 설계시 파악되지 않은 대규모 스러스트 단층대가 확인됨에 따라, 단층대의 특성을 규명하기 위하여 다양한 지질조사 및 현장시험을 실시하였다. 이러한 지반조사결과를 바탕으로 단층의 성인, 구조지질적 분포특성 및 단층암의 공학적 특성을 파악하였으며, 단층대 통과구간에서 안전하게 터널을 굴착할 수 있도록 합리적인 지보 및 보강대책을 수립하였다.
한국의 역사 문헌에 의하면 파괴적인 피해를 동반한 대지진들이 1-8 세기와 16-17 세기에 주로 경주와 울산 부근에서 발생했다. 울산단층 동부 지역에서의 선구조선들의 분포를 NNE-SSW, NE-SW, NS 성분이 우세하게 나타나며 울산단층은 중북부에서 세 방향으로 분기하는 단층계를 형성한다고 보여진다. 울산단층은 중북부에서의 트렌치 조사에 의하면 본 단층은 마지막 빙기 (약 25,000 B.P)동안의 심한 결빙작용으로 나타나 엽리구조를 포함하는 사면 퇴적물을 절단하고 있으며 트러스트 성분의 단층운동이 2회 발생한 흔적을 보인다. 야외 노두와 트렌치 조사에 의하면 울산 단층은 제 4 기 후기 이후에도 여러회 활동한 단층으로 추정된다.
울산광역시 매곡동 일대에서 새롭게 발견된 단층대의 기하학적, 운동학적 특성 및 제4기 단층운동에 대해 알아보고자 야외조사를 통한 지질구조분석을 실시하였다. 그 결과, 퇴적암이 분포하는 첫 번째 조사지점에서는 100 m 내외의 절취사면을 따라 반복층서, 소규모 단층, 단열대, 변형띠대 등이 연속적으로 관찰되고 있어, 이 지점은 대규모 단층의 손상대에 속하는 것으로 해석된다. 한편 주로 화강암 암편으로 구성된 쇄설성 퇴적층이 분포하는 두 번째 조사지점에서는 저각의 경사를 보이는 여러 조의 단층이 서로 분지 또는 결합하는 형태로 발달하고 있어 대규모 역단층이 발달하는 것으로 판단된다. 이 단층의 단층비지 내에 포함된 유기물의 방사성탄소연대에 기초해 추론된 단층의 최후기 운동시기는 33,275 ± 355년 전 이후로 제한된다. 이번 조사에서 확인된 단층대의 손상대 규모, 운동감각, 운동시기 등은 이 단층대가 연구지역 인근의 대규모 신기단층으로 알려진 울산단층 또는 연일구조선과 밀접한 관련이 있음을 시사한다. 따라서 연구지역 일대에 조성 중인 산업단지와 아파트를 비롯한 여러 시설물에 대한 지진 및 지질학적 안정성을 확보하고 이 지역에서의 지질재해에 대비하기 위해서는 보다 정밀한 구조지질학 및 고지진학 관점에서 이 단층에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
본 연구는 측두하악관절장애의 증상이 있는 악관절의 통상적인 방사선 단층촬영술에 대한 해석과 관절강 측정에 대한 조사자내, 조사자간 신뢰도를 조사하였다. 신뢰도 검사는 조사자들 간에 판독의 일관성이 있는지와 일정 시간이 지난 후 반복 측정 시 판독의 정확성이 있는지를 알아보기 위하여 시행하였다. 조사자내 상관계수는 과두 형태에 대해서는 각각 0.812와 0.619, 골변화 형태에 대해서는 모두1.00, 골변화에 대해서는 0.846과 0.991, 전방관절강에 대해서는 0.919와 0.966, 상방관절강에 대해서는 0.864와 0.955, 그리고 후방관절강에 대해서는 0.718과 0.672였다. 통상적인 방사선 단층촬영술이 신뢰도가 있음을 보여주는 이 연구의 결과로 보아, 측두하악 관절을 평가하는데 있어서 통상적인 방사선 단층촬영술은 높은 진단학적 정확성과 조사자간 일치성을 가진다고 할 수 있다.
현재까지 양산단층대 노출 구간의 전기비저항탐사를 통하여 단층대와 전기비저항 값을 부분적으로 비교 분석하는 몇몇 연구들이 수행되었다. 그러나 양산단층대과 같은 대규모 단층 내에서 단층면을 직접 관찰하기 어려울 뿐만 아니라 단층핵부의 풍화작용으로 인해 단층운동 특성을 직접적으로 관찰하기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 양산단층대 남부 언양지역의 전기비저항탐사 및 미소지형 측량과 지질조사 결과를 종합적으로 해석하여 양산단층의 위치, 발달양상과 단층핵 구간과 이를 중심으로 발달하는 단층 손상대의 지하 발달 특성을 파악하였다. 전기비저항탐사에 의하면 북북동 내지 북동 방향으로 발달하는 저비저항 이상대가 확인되었으며, 전기비저항탐사, 미지형 측량 및 야외 지질조사 결과를 종합할 때, 양산단층대는 하나의 단층핵 또는 파쇄대가 아닌 최소 3~5매의 단층핵, 단층 손상대 또는 파쇄대가 복합적으로 발달하는 것으로 밝혀졌다.
한반도 동남부에 위치한 양산단층대에 대한 고지진학적 연구가 역사지진 자료, 변위지형에 대한 항공사진 판독, 트렌치 굴삭 조사를 통하여 종합적으로 시도되었다. 역사시대에 발생한 피해지진들의 진앙분포는 제4기 후기 이후 활동한 양산단층이나 울산단층이 역사지진의 지진원 단층일 가능성을 나타내 주고 있다. 제4기 단층운동과 연관된 지형적인 증거는 양산단층대 북부에서는 유계리, 토성리-냉수리 일대, 남부에서는 언양-통도사 구간의 단층선을 따라 선명하게 나타난다. 양산 주단층대에는 뚜렷한 단층비지대가 나타나며 단층대 부근에는 NNE-SSW 방향의 선구조선이 우세하게 분포한다. 양산단층대 북부 유계리에서는 약 3 m 두께의 저위단구면이 역단층 운동에 의한 단층변위를 나타낸다. 양산단층대 남부 언양일대에서는 제4기 후기 고위지형면 형성 후 5∼12 m 정도 동측상승의 수직변위를 동반하되 주향이동이 우세한 단층운동이 트렌치 굴삭과 지형분석을 통해 나타난다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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