• 대한지질공학회:학술대회논문집
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• 대한지질공학회 2004년도 암반의 조사와 적용(단행본)
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• pp.12001-12049
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• 2004

암석의 풍화과정은 화학적인 변질, 물리적인 분해 및 생물학적인 작용으로 나뉘어 진다. 풍화에 영향을 주는 요소는 기후, 조성광물의 종류 및 구조, 절리와 단층, 열수변질작용과 광화작용, 염기성 및 산성암맥과 지형 등이다. 또한 암석의 풍화는 성인에 따라 다양한 양상으로 진행되는데 이는 암석을 이루고 있는 각각 광물들이 열역학적인 반응경로가 서로 다르고, 이에 수반되는 물리적인 풍화진행속도가 차이가 있으며, 암석의 균질성, 투수성 등이 암종별로 다양하기 때문이다. 현장에서 암석의 풍화정도는 조성광물의 변질과 분해정도를 육안 등으로 정성적으로 판단하고 분류하는 것이 일반적이다. (중략)

• 지질공학
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• 제34권1호
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• pp.25-38
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• 2024

본 연구에서는 해수와 산성증류수가 암석 풍화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 실내인공풍화가속실험을 수행하였다. 70℃의 해수와 산성증류수(pH 3)를 이용하여 총 45회의 동결-융해 실험을 통하여 5종의 유천층군 화산암에 대하여 화학적·물리적 풍화를 모사하였다. 실내인공풍화가속실험 15회와 45회에 각각 물리적 물성과 일축압축강도를 측정하여 풍화 진행에 따른 물성 변화를 추적한 결과, 물리적 물성의 열화는 대부분은 초기 15회 실험에서 발현되었으며, 산성증류수가 해수보다 물리적 물성 변화에 더 많은 영향을 미치는 것으로 파악되었다. 실내인공풍화가속실험에 따른 암종별 일축압축강도의 차이를 통계적으로 평가하기 위하여 분산분석법을 사용하였다. 45회 실험 이후의 대조군에 대한 실험군 시료의 일축압축강도의 감소율은 암종과 물리적 물성 변화 추이와 상관없이 유사하게 나타났지만, 물리적 물성 변화와는 달리, 산성증류수보다 해수가 일축압축강도 변화에 더 많은 영향을 미치는 것으로 파악되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제22권2호
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• pp.33-43
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• 2004

풍화암은 일반적으로 6단계로 분류된다. 본 연구에서는 풍화도에 따라 등급 I에서 등급 V의 암석 블록을 장수지역에서 채취하였다. 등급 VI는 본 연구대상에서 제외되었다. 풍화도의 증가에 따른 화학적 풍화지수의 변화량은 물리적, 역학적 물성변화에 비하여 매우 미소한 변화를 보였으며, 풍화도의 증가는 강도, 경도, 탄성파속도, 내구성과 같은 물리적 역학적 물성에 의하여 잘 지시되었다. 특히 흡수율과 공극률은 매우 좋은 지수이다. 풍화의 진행에 따라, 암석에 포함되어 있는 크랙의 양은 암석의 변형에 영향을 끼친다. 그러므로 풍화암의 응력변형률 곡선은 신선한 암과 상당한 차이를 보였다.

• 한국광물학회지
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• 제17권1호
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• pp.23-35
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• 2004

울산시 사연댐 상류에 위치하여 주기적으로 침수되는 퇴적암의 풍화특징을 연구하였다. 현장조사, 전자현미분석기, Χ-선 회절분석기 및 Χ-선 형광분석기를 이용하여 암석의 풍화조직 및 광물의 조성변화 조사를 통해 주기적으로 침수되는 암석의 기계적 및 화학적 풍화양상을 연구하였다. 수장암석의 풍화작용은 퇴적층리와 수직방향으로 발달한 파쇄대 및 균열과 박리현상과 같은 기계적 풍화작용이 현저하다. 이러한 물리적인 풍화현상은 물과 암석과의 접촉면적을 넓혀 화학적 풍화작용을 가속화시킨 결과 풍화대와 약풍화대에서 석영을 제외한 거의 모든 광물이 용해작용 또는 변질작용을 받았으며, 특히, 탄산염광물의 용해작용이 현저하여 약풍화대에서 조차 방해석이 완전히 용해되어 빈 공간으로 남아있다. 그러나 점토광물과 같은 이차광물의 형성은 미약한 특징을 보인다. 이 지역의 암석은 일정기간 동안 물에 잠긴 상태로 유지되고, 동결과 해빙이 반복됨으로써 물리적 풍화작용이 상대적으로 빠르게 진행되어 물의 침투가 용이한 투수성 구조를 형성하였고, 그 결과 탄산염광물의 용해작용이 급속하게 일어났다. 자유로운 물의 순환으로 인하여 용해된 원소들이 점토광물과 같은 풍화광물로 침전되지 않고 용탈됨으로써 암석조직이 이완되어 풍화작용이 가속되었다. 퇴적암중 풍화에 극히 약한 탄산염광물의 높은 함량이 강한 화학적 풍화작용의 주 요인으로 보인다.

• 터널과지하공간
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• 제22권1호
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• pp.32-42
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• 2012

암석에 대한 풍화특성 연구는 시공간적 제약으로 인한 어려움이 따른다. 이 연구는 경상남도 김해시 일대에 분포하는 백악기 화강암에 대하여 물리적 및 화학적 풍화과정을 인공적으로 재현하고 풍화진행에 따른 암석의 지질공학적 특성변화를 고찰하였다. 인공풍화과정에 의하여 시료의 탄성파속도는 현저하게 감소하였으며 공극률 및 흡수율은 뚜렷하게 증가하였다. 초기 풍화등급이 높은 암석일수록 인공풍화과정에 따른 물성변화의 폭이 크며 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 공극률, 흡수율 및 탄성파속도는 연구지역의 화강암에 대한 풍화지수로 유용하게 사용할 수 있다. 물리적 및 화학적 풍화과정이 복합적으로 일어나는 조건에서 암석풍화는 더욱 촉진된다. 이 연구에서 복합적인 풍화과정을 재현한 연구방법은 암석의 풍화특성을 규명하고 예측하는 데에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.266-271
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• 2004

지리적으로 이격된 마산과 서부산 지역의 불국사 화강암 분포지에서 정량적인 풍화도를 판별하기 위해 화학적 풍화지수와 등급을 산정하였다. 연구를 위해 채취된 시료에 대해 풍화 생성광물 동정, 전암분석, 산침수에 의한 이온용출 시험을 실시하였으며, 풍화지수와 지형적인 요소와 풍화속도를 고려하여 풍화등급들 산정하였다. 분석 결과 동일한 물리적, 광물학적 특성을 가지고 있으나 풍화에 따라 생성되는 점토광물의 종류와 함량에서 차이를 보여주며, 풍화의 진행 경로과 범위는 매우 상이한 결과를 보여 준다. 이러한 결과는 암석의 풍화가 모암의 조건 외에 지형, 지질구조, 기온, 강수량과 같은 환경적인 요소에 밀접하게 관련되어 있는 것을 의미할 뿐만 아니라 풍화도 산정에서 환경적인 요소에 대한 해석이 반드시 요구된다.

• 터널과지하공간
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• 제13권3호
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• pp.215-224
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• 2003

자연 상태에서의 물리적 풍화를 실험적으로 재현하기 위해서 동결-응해 시험을 실시하였다. 시험 과정에서 탄성파 속도, 흡수율, 무게 및 부피 변화 등의 물리적 성질을 측정하였으며, 시험 전 및 시험 종료 후에 일축압축시험을 실시하여 강도 및 탄성 계수의 변화도 조사하였다. 시료의 무게 및 부피 변화는 풍화의 진전 정도와 명확한 상관관계를 보이지 않았으나 탄성파 속도와 일축압축강도 및 탄성계수는 풍화가 진행되면서 감소함을 보였다. 시험 결과는 암반 사면의 장기적 안정성 평가에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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• 한국문화재보존과학회 2004년도 제19회 발표논문집
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• pp.78-91
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• 2004

염(Salts)은 일반적으로 가장 강력한 풍화요인 물질 중 하나이다. 염의 결정화(crystallization) 및 수화(hydration)작용은 석재의 화학적 풍화 뿐만이 아니라 물리적 풍화를 가속화 시킨다. 감은사지 석탑은 오랜 세월 대기 중에 노출되어 대기환경오염으로 인한 화학적 풍화 뿐만이 아니라 지리적으로 바다에 인접해 있어 바다에서 기원한 염화나트륨(NaCl)의 영향으로 다른 석조물에 비해 심한 물리적 풍화현상을 보이고 있다. 편광 현미경 및 SEM, XRD, XRF를 이용하여 석탑의 구성석재 및 염(salts)에 대한분석을 실시하였으며, 용출실험을 통해 얻은 용액에 대해서는 IC와 ICP-AES를 이용하여 분석하였고, 염류와 석재의 반응산물로 만들어진 염에 대해서는 정방위시료와 부정방위시료를 제작하여 분석하였다. 감은사지 석탑을 이루는 암석은 결정응회암으로 주 구성 광물은 사장석 및 정장석이며 소량의 석영 및 흑운모 등이 함유되어 있고 소량의 유리질 석기로 구성되어 있다. 석재의 표면에는 주 구성 광물들의 화학적 풍화로 인해서 생성된 2차 광물로 팽창성 점토광물인 스멕타이트가 존재하며, 대기오염물질과의 결합에 의해 생성된 대표적인 황산염인 석고$(gypsum,\;CaSO_4{\cdot}2H_2O)$, 소금(halite, NaCl), 해양기원 염류인 소금성분과 대기오염물질이 만들어낸 테나다이트$(thenardite,\;Na_2SO_4)$가 존재한다. 이들 염류는 일차적으로 암석의 표면에 백화현상을 초래하기도 하고, 대기 중의 오염물질과 결합하여 일부는 흑화현상을 보이기도 한다. 또한 암석 내 수분이 증가할 경우 이들 염들이 암석의 공극이나 열극을 따라 내부로 이동하여 subflorescence를 발생시켜 박락 및 박탈의 원인이 되었으며, 온도와 수분의 변화에 따른 이들 염(salts)의 수화 및 결정 작용 그리고 새로운 염(salts)의 침전작용을 반복하면서 석재 내부와 외부의 암석 및 결정에 균열과 미세열극 등이 생성되어 석재 자체의 구조적 안정성에 영향을 주고 있다. 따라서 감은사지 석탑은 지리적 환경 차이로 인해 일반적인 환경의 석조물들과는 다른 형태의 풍화양상을 보이고 있어서 풍화양상 및 풍화형태에 대한 정확한 연구와 이해를 바탕으로 보존대책이 마련되어야 한다.

• 자원환경지질
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• 제40권6호
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• pp.771-784
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• 2007

본 연구는 변성 및 단층의 영향을 받은 운모편암의 풍화 특성에 관한 고찰로 여러 실내 실험을 통하여 운모편암의 풍화 특성을 규명하였다. 물리적-화학적 풍화현상을 모사한 동결-융해실험은 운모편암에 발달한 엽리면의 영향으로 일축압축강도의 저하가 풍화상태에 따라 $20{\sim}40%$ 발생함을 보여주고 있다. 서로 다른 풍화등급의 가진 시료에 대하여 슬레이킹 내구성 실험을 실시한 결과 단층파쇄대 부근의 심한 풍화상태의 시료의 내구성 지수가 상대적으로 신선한 시료보다 낮음을 볼 수 있었다. 슬레이킹 실험 전후의 시료에 대한 XRD 분석을 통하여 건습에 의해 녹니석과 같은 점토광물이 용탈되는 광물의 동적변화 양상을 알아보았다. 시간에 따른 운모편암의 거동은 크릴시험을 통하여 알아보았는데 이 역시 암석내에 발달한 엽리면에서의 거동이 주요한 변형 원인으로 나타났다. 불연속면의 전단특성은 불연속면에 충진되어 있는 점토광물의 영향을 많이 받고 있으며 최대전단강도와 잔류전단강도의 차이가 크게 발생함을 볼수 있었다. 이러한 실내실험들은 운모편암의 공학적 특성은 엽리면 혹은 불연속면의 거동에 많은 영향을 받을 것이라는 것을 보여주고 있다.

• 한국지형학회지
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• 제18권3호
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• pp.21-36
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• 2011

암석의 풍화작용은 지형발달에 있어 물질의 준비과정으로서 역할을 한다. 이 중 동결-융해작용은 한대지역이나 주빙하 지역뿐만 아니라 심지어 온대지역에서도 암석을 파괴시키는데 효과적인 프로세스로 여겨져 왔다. 화강암(생암, 반풍화층), 편마암, 석회암, 돌로마이트의 슬랩시편 각각 10개를 -25℃~+30℃의 조건으로 동결-융해를 180회 반복하고 이들의 풍화양상과 물리적 특성변화를 검토한 결과, 파쇄는 대기와 토양조건보다는 침수조건에서 좀 더 활발히 진전되었으며 공극률이 높은 석회암과 돌로마이트가 가장 심하게 파쇄되었다. 편마암은 표면에 crack, joint, fissure들이 발달해 있고 암석강도(SHV)가 가장 낮았음에도, 어떠한 물리적 변화나 풍화산물들이 생성되지 않아 풍화에 저항력이 매우 높은 암석으로 나타나고 있다.