• 헤리티지:역사와 과학
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• 제55권2호
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• pp.186-197
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• 2022

여주 신륵사 대장각기비는 불경을 만들어 보관하던 곳인 대장각의 조성에 관한 기록이 적힌 고려시대의 비석이다. 비신은 변색이 일어나고 수십 개의 균열이 발생하였으며 부분적으로 결실되어 명문이 일부 훼손된 상태로 오랫동안 유지되어 왔다. 석조유산에 적용할 수 있는 비파괴분석법을 활용하여 대장각기비의 재질조사, 휴대용 X-선 형광분석, 초음파 물성진단을 실시하였다. 재질조사 결과, 비신은 담회색 결정질 석회암으로, 받침석, 지지석, 옥개석은 중조립질 흑운모화강암으로 구성되어 있음을 확인하였다. 대장각기비의 변색오염물은 휴대용 X-선 형광분석 결과 철(Fe)이 원인물질로 판단되었다. 분포양상으로 미루어 비신과 개석 사이에 철을 함유한 물질이 산화되어 흘러내리고 이후 생물이나 유기질 오염물이 부착되면서 황색과 흑색 오염물을 형성한 것으로 해석된다. 초음파 물성진단 결과, 신선한 암석(FR)부터 완전히 풍화된 암석(CW)까지 다양한 풍화도를 보였고 평균 풍화도지수는 3등급(보통)으로 산출되었다. 균열이 집중적으로 나타난 지점은 완전히 풍화된 단계(CW)로 판정되었고, 비신 상부와 하부에 분포하는 일부 균열은 위험도가 매우 높은 것으로 확인되었다. 균열에 대해서는 향후 거동 모니터링과 보강대책 수립이 필요할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제17권2호
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• pp.83-89
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• 2007

충격반향기법은 특정 매질에 충격을 가하여 매질의 동적 불성을 측정할 수 있는 비파괴 시험법이다. 본 연구에서는 암석시편에 충격반향기법을 수행할 수 있는 시험장비를 설치하고, 동적 물성치를 측정할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이를 통해 국내 5개 지역에서 채취한 암석 시료 및 시멘트 모르타르와 알루미늄 합금에 대해 시험을 수행하여 동적 물성치를 측정하고, 1회의 충격시험으로 종파 및 횡파의 공진주파수와 감쇠비를 결정하였다. 그 결과. 동탄성계수와 정탄성계수는 10%내외의 차이를 가진 결과치가 도출되었고, 동포아송비는 정포아송비에 비해 0.07 이상 높은 값이 측정되었다. 또한 풍화도가 높거나 절리가 발달한 암석일수록 감쇠비가 증가하는 현상을 관찰하였다.

• 암석학회지
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• 제17권3호
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• pp.179-190
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• 2008

부산 금정구일대의 암석, 토양 및 토양가스 내 주요 환경방사성 핵종들($^{40}K$, $^{228}Ac$, $^{226}Ra$, $^{222}Rn$) 및 U의 분포 특성에 대하여 연구하였다. 연구지역의 화강암질 암석들에서 환경방사성 핵종들의 방사능은 $^{40}K$>토륨붕괴계열>우라늄붕괴계열 순으로 낮게 나타나 화강암질 암석에서 U에 비해 Th이 상대적으로 많이 부화됨을 잘 나타내고 있다. 그러나 암석 내 U 농도 및 $^{226}Ra$ and $^{228}Ac$ 방사능은 암석의 분화단계를 잘 반영하지 못하고 있다. 잔류토양 내 환경방사성 이 핵종들의 방사능과 U의 농도는 모암에 비해 높게 나타나며. 토양가스, 토양 및 암석에서 환경방사성 핵종들의 분포는 낮은 정의 상관관계를 보인다. 이러한 사실들은, 토양가스 및 토양에서 환경방사성 핵종들의 방사능은 모암에 의한 영향보다, 암석의 풍화작용과 토양형성작용 동안 이들 핵종들과 모핵종들의 용탈 및 흡착 등의 거동 특성에 의한 영향을 더 크게 받음을 시사한다.

• 대한지리학회지
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• 제47권6호
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• pp.809-824
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• 2012

우리나라 지정문화재 가운데 석조문화재는 양적이나 질적인 면에서 매우 높은 비중을 차지한다. 1935년 보물 제121호로 지정된 굴불사지석불상은 경상북도 경주시 동천동 소금강산 남서사면에 위치하며, 바위 네 면에 불상이 각각 조각되어 있다. 이들 석불상의 훼손상태는 암석의 풍화정도에 기인하며 수분분포와 높은 상관관계를 나타낸다. 굴불사지석불상의 함수율은 동면(0.5~0.7%), 북면(0.5~0.65%), 남면(0.3~0.5%), 서면(0.2~0.35%)의 순이며 사면방향에 따른 일조시간에 비례한다. 또한 절리의 분포 밀도가 높은 곳, 보수 물질로 충진된 곳, 그리고 지의류가 피복된 곳에서 함수율이 높고 풍화에 따른 훼손정도가 심하다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제43권3호
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• pp.122-143
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• 2010

2009년 5월에 경북 포항시 북구 흥해읍 중성리 도로개설 공사현장에서 발견된 중성리신라비는 부정형 암석의 한 면에 200여 개의 글자가 음각되어 있으며, 지금까지 알려진 신라시대 비석 중 가장 오래된 영일냉수리신라비보다 먼저 조성된 것으로 추정되고 있다. 중성리신라비의 구성암석은 흑운모가 다량 함유된 흑운모화강암이며 냉수리신라비는 장석과 각섬석이 반정을 가지고 있는 화강섬록반암으로 추정된다. 이 암석에서는 유색광물의 집합체인 포획암과 작고 불규칙한 공동이 관찰되며, 신광면 일대에 분포하는 흑운모화강암 및 기계면 일대에 분포하는 화강섬록반암과 유사한 암석으로 판단된다. 중성리신라비와 냉수리신라비에 나타나는 훼손현황은 변색에 의한 오염과 부분적으로 관찰되는 균열과 부재의 탈락이다. 이는 비의 안정성에는 특별한 영향은 없을 것으로 보이나 중성리신라비의 전면에 걸쳐 발생된 흑색 및 갈색 변색은 미관을 해치는 요인으로 작용하고 있다. 중성리신라비에서 관찰되는 흑색변색은 상대적으로 Mn과 Fe이 높은 농도를 보였으며, 갈색변색 부분은 Fe가 높게 측정되었다. 중성리신라비와 냉수리신라비의 초음파속도 분포 경향과 전체적인 풍화도를 비교 분석해보았을 때, 두 비 모두가 중간풍화단계(MW)에 해당되나 중성리신라비가 넓은 초음파 속도 분포를 보이며 평균적으로 다소 낮게 나타났다. 이는 최근 발견되기까지 아무런 보호시설 없이 매장 및 자연환경에 노출되어 있었기 때문으로 판단되며 향후 보존처리와 더불어 적절한 보존환경을 마련하는 등 관리가 필요할 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제54권2호
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• pp.199-212
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• 2021

세병관(국보 제305호)은 통영 삼도수군통제영에 위치하며, 1605년에 창건한 이래 최근까지 수차례의 중건, 중수, 보수 및 복원을 거쳤다. 연구대상인 세병관 초석은 모두 50개로 다양한 표면손상이 나타난다. 이 초석은 총 6개의 암종으로 구성되어 있으며, 대부분은 석영안산암질 래피리 응회암이다. 보수용 대체석 수급을 위한 산지해석 결과, 대부분의 암석은 초석과 산출상태, 기재적, 광물학적 및 전암대자율 등 암석학적으로 높은 동질성을 갖는 것으로 나타났다. 초석의 손상유형 중에는 표면의 박리와 박락이 가장 심한 것으로 나타났으며, 무기오염물 분석을 통한 손상메커니즘으로 볼 때 해풍 및 복합적인 환경에 의한 염풍화가 주된 원인으로 판단된다. 초석의 기계적 내구성으로 보아 현재 물성 저하로 부재의 교체가 필요한 것은 없으나 표면적인 손상을 늦추기 위한 보존처리가 필요할 것으로 보인다. 이 초석은 표면에 발생한 물리적 손상과 내부 결함을 유발하는 암석학적 요인이 복합적으로 작용하였다. 따라서 세병관의 장기적 보존을 위해서는 주기적인 상태 진단과 모니터링이 요구된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제27권3호
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• pp.158-167
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• 1994

부산시(釜山市) 구월산(九月山)의 안산암유(安山岩類) 암석(岩石) 분포지역(分布地域)의 풍화암(風化岩)에서 토양(土壤)에 이르는 여러가지 풍화산물(風化産物) 중(中)의 구성광물(構成廣物) 특히 점토광물(粘土鑛物)에 대한 산상(産狀), 특성(特性) 및 형성과정(形成過程)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 대체적으로 다음과 같이 요약(要約)된다. 1. 부산시(釜山市) 구월산(九月山) 지역(地域)에서 안산암유(安山岩類)를 모암(母岩)으로 하는 풍화토(風化土)에서는 카오리나이트 및 할로이사이트의 카오린광물(鑛物)과 $12{\AA}$과 $14{\AA}$에 X-선회절선을 나타내는 점토광물(粘土鑛物)들이 주(主)로 나타난다. 2. $12{\AA}$-광물(鑛物)은 운모(雲母)/버미큐라이프 혼합층광물(混合層鑛物)에 가까운 것으로 나타났으며, 이는 입자(粒子)가 다른 점토광물(粘土鑛物)에 비해 큰 것으로 운모(雲母)나 각섬석(角閃石)이 버미큐라이트로 변하는 중간단계(中間段階)에서 형성(形成)된 것으로 생각된다. 3. 이 지역(地域)에 나타나는 $14{\AA}$-광물(鑛物)로는 버미큐라이트와 스멕타이트의 중간적(中間的)인 특성(特性)을 나타내는 버미큐라이트/스멕타이트 혼합층광물(混合層鑛物)에 해당(該當)되는 것과 Al-버미큐라이트에 해당(該當)되는 것이 있다. 이들 광물(鑛物)도 풍화(風化)에 의해 카오리나이트로 변하는 중간단계(中間段階)에서 형성(形成)된 것으로 사료(思料)된다. 4. 카오린광물(鑛物)로는 $10{\AA}$과 $7{\AA}$의 할로이사이트 및 카오리나이트가 포함(包含)된다. 이 중(中)의 할로이사이트는 본(本) 지역(地域)에서 나타나는 점토광물(粘土鑛物) 중(中)에서 가장 입자(粒子)가 작은 것으로 나타나며 튜브의 길이도 비교적 짧은 것이 많다. 따라서 미립질일수록 하로이사이트의 함량이 많아지는 경향이 있다. 풍화(風化)가 아주 많이 진행(進行)된 풍화토(風化土)에는 카오리나이트가 상대적으로 많은 경향(傾向)을 나타낸다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권2호
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• pp.126-138
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• 2012

석조문화재의 풍화훼손도를 평가하기 위해 초음파속도를 이용하는 방법은 현장적용 및 풍화도 평가가 용이하여 널리 사용되고 있다. 이 방법은 풍화가 진행되면 초음파 속도가 감소하는 특성을 이용해 신선암과 풍화암의 초음파속도 차이를 이용하여 풍화등급을 산정한다. 그러나 풍화등급 산정에서 신선암의 초음파속도를 암석의 산출지역과 관계없이 고정값(5,000 m/s)으로 사용하기 때문에 우리나라와 같이 동일한 암종에서도 다양한 속도가 나타나는 경우 많은 문제가 발생되고 있다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 석조문화재를 구성하는 대표 암종에 대하여 20종의 시편과 60개의 코어시료를 획득해 신선암의 초음파속도를 측정하여 데이터베이스(DB)를 구축하고 이를 보고하였다. 이 결과, 동일한 암종인 화강암 내에서도 초음파속도가 3,118에서 5,380 m/s까지 다양하게 나타나며 이를 무시하고 고정값을 사용할 경우 풍화등급 산정에 많은 오차를 발생시킬 수 있음을 확인하였다. 다음으로 측정 오차에 대한 보정을 위해, 현장측정에서 사용하는 두 가지 방법(직접법과 간접법)에 의해 속도를 측정하고 지역별 암종에 따른 보정계수를 산출하였는데 그 범위는 1.31에서 1.76까지 다양하게 나타났다. 그 외 측정온도, 장비운영자에 따른 초음파속도의 차이를 확인한 결과 그 차이가 오차범위 내에 있어 풍화도 평가에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 마지막으로 본 연구에서 얻어진 초음파속도 DB와 측정보정계수를 실제 석조문화재인 봉황리 마애불상군에 적용한 결과, 풍화지수는 0.3으로 기존의 방법보다 0.1 정도 낮게 평가되었으며 풍화등급 또한 기존의 방법이 "상당히 풍화"로 판별하는 것에 비해 "중간정도의 풍화"로 차이가 나타났다. 동일한 문화재를 대상으로 한 다른 연구결과에서 중간정도의 풍화등급을 제시하고 있어 본 연구의 결과가 보다 정확한 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구에서 제시한 방법은 보다 정확한 풍화지수의 산정과 그에 따른 보존대책을 수립하는데 기여할 것으로 기대된다.

• 한국지역지리학회지
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• 제11권4호
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• pp.440-452
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• 2005

경주지역의 화강암은 남산의 알칼리장석화강암과 토함산의 화강암섬록암으로 세분할 수 있다. 경주지역은 이들의 화강암재질의 암석을 석재로 한 석조문화재가 많이 분포하고 있다. 이러한 석조문화재는 시간이 지남에 따라 풍화와 구조적인 문제로 인하여 원형을 잃어가고 있어 그 보존에 관한 관심이 증대되고 있다. 보존과 복원을 위해서 석재에 대한 조사가 필요하나 문화재라는 특수성으로 인해 비파괴검사를 통한 연구가 필요하며 이런 의미에서 자연 상태의 방사선량을 측정하여 암석을 구분하는 감마스펙트로미터 분석은 매우 유용한 검사방법이 될 수 있다. 석조문화재가 분포하는 주변 산지인 남산과 토함산의 화강암철 암석에 대한 육안관찰과 지화학적 분석을 실시하였다. 주변산지의 지형경관 분석결과 절리, 토르, 핵석 등이 석재 채취와 관련성이 있을 것으로 추정되었다. 감마스적트로미터 분석 결과 불국사 내의 다보탑, 석탑, 연화 칠보교, 청운 백운교 등과 나원리 5층석탑은 토함산이 아닌 남산에서 화강암이 공급되었을 가능성이 높은 것으로 확인되었으며 석굴암의 석재는 토함산에서 채취한 화강섬록암과 동일한 암석으로 확인되었다.

• 터널과지하공간
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• 제25권2호
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• pp.144-154
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• 2015

암석시료에 응력이 가해질 경우 역학적 에너지가 대상 물체에 누적되고, 대상 암석에 한계응력 이상이 가해질 경우 시료의 파괴가 발생한다. 이 때 시료 내부에 저장되어 있던 역학적 에너지는 물리적 변형뿐만 아니라 빛, 열, 소리 등 다양한 형태의 에너지로 발산된다. 본 연구에서는 $-10^{\circ}C$ 저온 환경에서 섬록암, 현무암, 응회암을 대상으로 일축압축강도 시험과 점하중강도 시험을 수행하고, 이때 발생하는 온도 변화를 열적외선카메라를 이용해 측정하고 정량적으로 분석하였다. 파괴 직전 파괴면에 응력이 집중되어 온도가 상승하였고, 파괴 순간 축적된 에너지가 열에너지의 형태로 방출되며 파괴면의 온도가 급격히 상승하는 것이 감지되었다. 강도가 높고 신선한 섬록암과 현무암 시료의 온도 상승폭이 상대적으로 강도가 낮고 풍화된 암석인 응회암 시료의 온도 상승폭에 비해 더 크게 나타났다. 본 연구결과는 저온지역에 위치한 암반사면, 터널, 광산 내부의 응력 집중지점을 감지해 향후 발생 가능한 재해를 예방하는데 적용될 수 있으며, 지진예측을 위한 위성영상 분석에도 적용될 것으로 기대된다.