• 지구물리와물리탐사
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• 제11권4호
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• pp.335-342
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• 2008

독도 지반의 지질구조 및 지반공학적 암반 특성 파악을 위하여 전기비저항 및 굴절법 탄성파 탐사를 실시하였다. 또한, 물리탐사자료의 해석을 위한 기초 자료로서 독도 구성 암석의 전기적/역학적 물성을 측정하였다. 전기비저항탐사 결과, 서도 어민숙소에서 북서 방향으로 발달하고 있는 고각도 정단층의 연장성이 확인되었다. 서도 조사지역 하류부를 구성하고 있는 층상 라필리응회암은 상류부의 조면안산암 II보다 풍화 및 침식에 영향을 상당히 많이 받아 표토층을 포함한 풍화암 및 연암이 심도 13 m 이상으로 깊게 발달하고 있는 것이 굴절법 탄성파 탐사 결과 파악되었다. 또한, 서도 조사지역 상류부의 풍화암 및 연암은 심도 약 10 m 내외로 보다 얇게 발달하고 있으며, 심부에는 암석 강도가 상당한 수준의 보통암이 분포하고 있다. 동도에서의 탐사 결과, 대공포 방향 탐방로 지역의 상부층인 조면안산암 III 및 스코리아성 층상 라필리응회암층은 북동 방향으로 갈수록 풍화암 및 연암의 두께가 최대 심도 7 m까지 증가하고 있어 이 지역의 풍화 및 침식이 심하였음을 시사하고 있다. 독도에 분포하는 암석의 강도는 조면암 및 조면안산암 계열의 암석이 가장 높고, 그 다음은 괴상응회각력암, 끝으로 응회암 계열, 특히 층상 회질응회암이 가장 낮은 강도를 갖는 연약한 암석으로 조사되었다.

• 보존과학회지
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• 제24권
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• pp.23-36
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• 2008

화순 운주사 석조불감(보물 제797호)은 고려시대 양식을 갖추고 있는 석조문화재로서 아주 독특한 형식적 특징을 보여준다. 남북의 감실 내부에는 각각의 불상이 등을 맞대고 있는 쌍배 좌상의 형태를 보이고 있어 역사적, 미술사적 및 학술적으로 높은 평가를 받고 있다. 그러나 이 석조불감은 특별한 보호시설 없이 옥외에 노출되어 장기간의 풍화작용으로 다양한 훼손양상이 복합적으로 나타나고 있다. 이 석조불감은 총 47매의 암석으로 구성되어 있으며, 총 하중은 약 56.6톤이다. 구성 재질은 주로 회백색의 유리질 조직을 갖는 화산력 응회암류로 암편질 응회암과 유문암질 각력응회암이다. 또한 이들의 보수과정에서 부분적으로 흑운모 화강암을 사용하였다. 이들 응회암질암의 화학적 풍화지수는 52.1~59.4이나, 대체적인 화강암은 보다 신선한 50.0~51.0을 보인다. 이 연구에서는 석조불감에 나타나는 손상유형을 크게 물리적, 화학적 및 생물학적 풍화로 구분하여 훼손양상에 따라 종합훼손지도를 작성하였고, 표면적 대비 점유율을 산출하였다. 이 결과, 물리적 풍화양상 중 박리박락이 모든 방위에서 가장 높은 점유율을 보였으며, 방위로는 석감의 남측 면이 39.1%로 가장 높은 풍화도를 보였다. 화학적 풍화는 흑색 변색, 황갈색 변색, 백화현상 순으로 나타났으며 석감의 서측 면에서 61.2%의 높은 점유율을 보인다. 육안으로 볼 때, 가장 심각한 훼손을 보이는 생물학적 풍화는 회색지의류가 압도적으로 높으며, 석조불감 북측 면이 38.3%로 가장 높게 나타났다. 따라서 균열과 박리박락이 심한 부재의 접합 및 보강이 선행되어야 하며, 이차적 오염물질과 생물들은 정기적인 세정을 통해 제거하는 등 각각의 손상도에 적합한 보존방안의 수립과 임상실험을 통한 과학적 처리가 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제42권4호
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• pp.357-366
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• 2009

풍화작용은 암석의 물리적 및 화학적 특성을 변화시킬 뿐만 아니라 공학적 특성에도 영향을 미친다. 대개 풍화는 암석의 밀도 및 강도, 내부마찰각과 점착력 등을 감소시키며 이로 인해 암석으로 구성된 사면의 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 풍화등급에 따른 암반 사면의 안정성을 분석하여 풍화가 사면의 안정성에 미치는 영향을 분석해 보았다. 이를 위하여 암반사면의 안정성에 가장 주요한 영향을 미치는 불연속면 시료를 풍화등급별로 채취하여 공학적인 특성의 변화를 분석하였다. 이러한 결과를 활용하여 신선한 암반으로 구성된 사면과 풍화된 암반으로 구성된 사면의 안전율을 산정하였다. 신선한 암반의 경우 안전율이 1.25로 안전한 것으로 분석되었으며 풍화된 암반의 경우 안전율이 1.0으로 계산되었다. 그러나 이렇게 산정된 안전율은 값의 분산이 심한 불연속면 거칠기 계수(JRC)와 잔류마찰각에 따라 심하게 변동되고 있어 안전율로 사면의 안정성을 정확하게 파악하기 힘든 실정이다. 따라서 본 연구에서는 불연속면 거칠기 계수(JRC)와 잔류마찰각이 일정한 범위 내에 분포한다는 점에 착안하여 확률변수로 고려하였으며 확률론적 해석을 수행하였다. 확률론적 해석 결과 신선한 암반에서의 파괴확률은 25.6%로 계산되어 매우 불안정한 것으로 파악되었으며 풍화된 암반의 경우는 45.9%의 파괴확률이 획득되었다. 현장으로부터 획득된 자료들의 분산으로 인해 결정론적 해석기법은 사면의 안정성을 평가하는 데 부적절한 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제25권4호
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• pp.499-510
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• 2015

이 연구에서는 울릉도에 분포하는 현무암질 각력암과 조면암, 화산각력암의 풍화특성을 울릉도의 기후조건을 고려하여 설계한 인공풍화가속실험을 이용하여 고찰하였다. 암석 시료는 XRF 결과를 이용하여 도시한 TAS diagram에 따라 화산암 종류를 판별하고 XRD 분석으로 조성광물을 확인한 후, 시료를 일차적으로 구분하였으며, 이차적으로 흡수율에 의해 시료의 풍화정도에 따라 구분하였다. 인공풍화가속실험 결과, 흡수율 증가는 대부분의 시료에서 발생하였으나, 화산각력암을 제외한 대부분의 시료에서는 강도 저감이 발생하지 않았다. 특히, 조면암의 초기 흡수율이 크면 인공풍화가속실험에 따른 흡수율 증가률이 더욱 증대되었으며, 화산각력암은 기타 암석보다 높은 흡수율 증가와 점하중강도 감소를 보여주고 있다. 이러한 실험 결과로 조면암의 화학적 풍화속도가 시간에 따라 가속될 수 있다는 것을 예측할 수 있고, 화학 및 물리적 풍화에 대한 저항성이 약한 화산각력암은 짧은 시간에서도 감소가 발생할 수 있다는 것을 파악할 수 있었다. 따라서, 이러한 암석들이 분포하고 있는 일주도로에서는 낙석 및 산사태와 같은 자연재해에 대한 대책이 필요한 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제19권2호
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• pp.146-157
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• 2009

이 연구는 경상남도 함안군 일대에 분포하는 백악기 이암에 대하여 동결-융해 시험을 수행하고 동결-융해 반복 횟수의 증가에 따른 암석의 물리 역학적 특성변화를 고찰하였다. 동결-융해의 한 사이클은 24시간이며 진공 챔버에서 2시간 동안 포화시킨 시료를 $-16{\pm}1^{\circ}C$로 8시간 동결하고 상온에서 14시간 동안 융해하였다. 총 55 사이클의 동결-융해 시험 중에 물리적인 특성을 측정한 결과 비중, P파 속도는 지속적으로 감소하였으며 흡수율, 공극률은 지속적으로 증가하였다. 시험 전 풍화를 많이 받은 암석일수록 동결-융해에 따른 물성의 변화가 크며 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 슬랩 시편에서 취득한 미세균열 트레이스의 크기 및 면적밀도는 30사이클 이후부터 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 이는 30사이클 이후 급격히 감소하는 P파 속도의 특성과도 부합하며 암석 내부에 미세균열이 급격히 발현 확장하고 특히 층리면의 결합력이 약화되는 암석 풍화에 기인한 것으로 사료된다. 미세균열의 밀집도와 크기를 동시에 고려할 수 있는 박스 프랙탈 차원($D_B$)은 미세균열 트레이스의 변동성을 효과적으로 반영하며 중 장기적인 풍화 예측을 위한 새로운 풍화지수로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.18-25
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• 2005

풍화대의 심도가 급변하는 경암지형에서 얻은 자료로부터 굴절파의 정적 시간차(refraction statics)들이 계산되었다. 정보정값은 수신기 간격들의 12 배 정도되는 거리에 대해 보통 10 ms 이하에서 70 ms 이상의 값을 가진다. 이 논문에서는 자동 잔여 시간차가 항상 중요하지만은 않은 경암 지형에서 풍화대의 정확한 초기 굴절법 모델을 얻는 것이 얼마나 중요한 가에 대한 한 예를 보여주고 있다. GRM과 RCS(Refraction Convolution Section)법을 이용해 구한 간단한 풍화대 모델의 시간차 값들과 CG 법(Taner et al., 1998)을 이용한 최소 평균 제곱 역산에 의해 좀 복잡한 풍화대 모델에 대해 구해진 값들도 정확도 면에서 비교될 만하다. GRM 모델과 Taner 모델은 8.8 km 거리에 대해 체계적으로 평균 2 내지 4 ms 의 차이가 났다. 이들 두 모델들과 자동 잔여값을 포함한 최종 시간차 사이의 차이는 일반적으로 5 ms 이내이다. GRM 모델에서의 잔여값들은 때때로 Taner et al.(1998)의 모델의 잔여값들보다 작다. RCS법에서의 시간차들은 대략 10 ms 뒤에 발췌되지만 상대적인 정확도는 GRM 시간차들에 견줄만하다. 잔여 시간차값들은 굴절파 시간차값들과 일반적으로 상관관계를 보이며, 풍화대에서 더 낮은 탄성파 평균 속도를 이용함으로써 그 크기를 줄일 수 있다. 이들 결과들을 통해 풍화대에 적용된 부정확한 탄성파 평균 속도들은 주시로부터의 평균지연시간을 결정하는 역산 알고리듬의 어떤 문제점들보다도, 짧은 파장의 시간차의 원인이 될 수 있음을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.181-194
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• 1999

본 연구는 6개소에서 채취한 교란 및 불교란 화강풍화토에 대해 화학적 성분분석, 물리 및 직접전단시험 등을 수행하여 화강풍화토의 전단정수가 풍화도와 전단변위 등에 어떠한 관계가 있는가를 고찰한 것이다. 그 결과 화강풍화토의 전단정수는 풍화도와 포화포가 클수록 전단정수가 작게 나타나고 연직하중 40kPa이하에서는 Mohr-Coulomb의 파괴포락선이 직선이 아니고 곡선 내지 포물선 형태를 보이며 통상의 시험법에서 얻은 점착력보다 1/2정도가 작게 나타났다. 또한 화강풍화토의 화학적 풍화지수가 21~31.26의 범위에 대응되고 Sueoka분류법에 의하면 완전 화감풍화토로 판명되었다. 그리고 불포화 화강풍화토와 포화 화강풍화토의 강도를 비교할 때 포화시료가 전단강도의 저하가 크고 다일러턴시의 변화가 현저함을 알 수 있었다. 또한, 광주 풍암지구 화강토의 전단강도는 ${(\tau)_{sat}= 1.0(\tau)_{unsat}-12.48}$의 식으로 근사화시킬 수 있었으며 다른 화강풍화토에서도 유사한 결과를 보였다.

• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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• 한국문화재보존과학회 2001년도 제14회 발표논문집
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• pp.41-48
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• 2001

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2008년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.109-121
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• 2008

• 한국토양비료학회지
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• 제31권호
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• pp.36-44
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• 1998

우리 나라에서 토양의 점토광물에 관한 최초의 연구는 1958년 김제지방의 답 토양에 관한 연구로 (Dewan, 1958)시작되었다. 1960년대 시작하여 1970년대 까지는 주로 토양점토광물의 동정이 이루어 졌다. 점토광물의 동정(同定)에 사용된 잔적토(殘積土)(Residual Soil)로는 화강암(花崗岩), 화강편마암(花崗片麻岩), 현무암(玄武岩), 석회암(石灰岩), 혈암(頁岩), 제(第)3기층(紀層), 홍적층(洪積層) 유래 토양과 토양종류별(土壤種類別)로는 과부식회색토(寡腐植灰色土), 염류토(鹽類土), 충적토(沖積土), 적황색토(赤黃色土), 화산회토(火山灰土), 퇴적토(堆積土), 갈색토(褐色土), 암쇄토(岩碎土), 저위생산답(低位生産畓)이였으며, 토양점토광물(土壤粘土鑛物)과 작물수량성(作物收量性) 관계에 관한 연구가 실시되었다. 1980년대에 들어와서는 토양중의 1차광물과 점토광물의 풍화에 대한 안정도와 1차광물의 동정이 행해졌으며, 이밖에 Kaolinite 입자의 전하에 관한 연구등 점토광물의 흡착과 활성 연구, 점토광물의 토양개량재로서의 흡착과 화학적 특성 변화 연구와 점토광물의 토양개량 시용효과에 관한 연구가 행해졌다. 1990년대에 들어와서는 토양 중의 1차광물과 점토광물의 정량에 대한 자료가 축척되었고, 토양의 풍화에 대한 안정성과 생성기작, Zeolite와 새로운 광물이 합성되었다. 또한 합성광물을 이용한 농업과 산업광물로의 응용성 환경 산업에서의 적용가능성에 대한 평가가 시도되었다. 토양의 점토광물의 조성에 관한 연구는 토양 모재를 중심으로 이루어졌는데, 화강암(花崗岩)에서는 Halloysite, 화강편마암(花崗片麻岩)에서는 Kaolinite, Metahalloysite, Illite, 산성암(酸性岩)에서는 Kaolinite, Venrmiculite와 Chlorite의 중간광물, 현무암(玄武岩)에서는 Illite, Kaolinite, Vermiculite, 석회암(石灰岩)에서는 Vermiculite-Chlorite 중간광물, Kaolinite와 Illite, 혈암(頁岩)에서는 Kaolinite, Halloysite, Illite 외 Vermiculite-Chlorite, 화산회토(火山灰土)에서는 Allophane이 주광물이었다. Soil Taxonomy와 토양광물과의 관계에서, 답 토양에서는 Entisols의 주점토광물은 2:1형과 1:1형 광물이지만 Inceptisols와 Alfisols에서는 Halloysite가 대부분이다. 밭 토양의 경우는 Alfisols의 주점토광물은 Vermiculite, Illite, Kaolinite이었고, Ultisols에서는 Vermiculite-Chlorite 중간광물이었다. 산림토양에서는 Inceptisols중에서 Andept는 Allophane, Alfisols에서는 2:1 광물이지만, Ultisols에서는 Halloysite이다. 모재별 조암 광물의 풍화와 점토광물의 생성과정에서 화강암(花崗岩)과 화강편마암(花崗片麻岩)의 장석류(長石類)는 kaoline광물로, 이 밖의 운모광물(雲母鑛物), 녹니석(綠泥石), 각섬석(角閃石), 휘석(輝石)으로부터 생성된 illite, chlorite, vermiculite는 풍화중간에 혼층단계(混層段階)를 거쳐서 kaoline 광물로 풍화된다. 석회암(石灰岩) 토양의 smectite가 Mg농도가 높은 토양용액으로부터 침전되어 생성되었거나 운모 또는 chlorite에서 유래된 vermiculite의 변성작용에 의해 생성되고, 혈암(頁岩)토양의 점토에 illite가 주로 풍화에 저항성이 큰 미립자의 함수백운모(含水白雲母)로부터 유래되며, 현무암(玄武岩) 중의 장석류(長石類)는 kaoline광물로, 휘석(輝石)은 chlorite${\rightarrow}$illite의 풍화과정을 거친다. Zeolite, 함불석 Bentonite, Bentonite 등 우량점토 광물이 분포과 광물조성, 이화학적 특성이 조사되었고, 토양의 물리적, 화학적 성질의 개선을 필요로 하는 토양의 개량을 위해서 Bentonite, Zeolite, Vermiculite 등의 토양 개량재(改良材)로서의 기초연구와 이들 개량재 시용효과에 관한 연구 등이 주로 논토양에서 수행되었다. 점토광물과 수량관계를 보면 Montmorillonite를 주점토광물로 함유된 답 토양의 수도수량이 1:1 광물을 주점토광물로 함유하고 있는 토양에서의 수도수량 보다 높았다. 토양광물에 관한 기초연구(基礎硏究)로서 양이온교환능과 포화이온의 영향, 입자의 전기화학적 성질, 흡탈착 성질, 표면적과 등전점, 해성점토에 대한 압밀점토(壓密粘土)의 변형율(變形率)의 추정 등이 주로 연구되었다. 부가가치가 낮거나 폐기되는 광물을 이용하여 토양개량재 혹은 흡착제를 형성하는 연구가 알카리 처리에 의한 Zeolite 합성에 집중되었다.