• 터널과지하공간
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• 제19권4호
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• pp.287-303
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• 2009

한라산 정상부의 백록담 암체는 백록담조면현무암이 분포하는 동측구역과 한라산조면암이 분포하는 서측구역으로 구분된다. 백록담에서 진행되는 풍화, 암벽붕괴, 낙반은 전반적으로 백록담 서측구역에 분포하는 한라산 조면암의 풍화작용과 밀접한 연관성을 가지며, 동측구역에서는 개별 암석 블록들의 국지적 붕락현상이 발생한다. 본 연구에서는 한라산조면암 분포지역의 지질학적 특성을 조사하였으며, 풍화단계별로 조면암 시료를 채취하여 편광현미경분석, X-선 회절분석, 지화학적 분석, 공학적 특성시험을 수행하였다. SEM, XRD, XRF 분석을 통하여 2차 변질광물의 종류와 함량 및 광물조성 변화를 관찰한 결과 점토광물이 확인될 정도의 심한 화학적풍화작용은 발생하지 않았지만 풍화에 따른 화학적풍화지수와 주요원소의 함량 변화에 대한 분석 결과에 의거할때 화학성분의 용탈에 의한 미약한 화학적풍화작용이 발생한 것으로 판단된다. 풍화에 기인된 암석의 공학적특성변화를 고찰하기 위하여 밀도, 비중, 흡수율, 공극률, 탄성파속도, 일축압축강도, 슬레이크내구성지수, 동결-융해시험을 수행하였다. 인공풍화시험을 통한 균열발현 양상과 물리적 특성 측정 결과 기계적풍화작용은 미세균열 및 공극을 발달시켜 암반의 역학적 강도 저하를 야기하고 있으며, 기계적풍화 진행에 의한 추가적인 공극률 저하 양상을 고려할 때 $D_B$ = 1.5 또는 공극률 = $20{\sim}21%$ 범위에서 한라산조면암의 공학적 강도 특성이 소멸될 것으로 분석되었다.

• 자원환경지질
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• 제51권6호
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• pp.521-529
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• 2018

본 연구는 인천국제공항 3, 4단계 건설 사업부지 토취원인 을왕산 지역의 암석 내에 존재하는 불소의 자연적 기원을 규명하고자 암석학적, 광물학적 분석을 실시하였다. 용유도 을왕산은 트라이아스기 흑운모화강암이 분포하는 지역으로, 흑운모화강암과 압쇄암의 불소의 농도는 각각 1,700과 2,400 mg/kg 정도로 매우 높게 나타난다. 흑운모화강암에는 형석으로 인해 불소함량이 높게 나타나는데, 현미경 관찰 결과, 형석은 알칼리장석이나 사정석의 벽개와 균열을 따라 채워진 세맥 형태로 나타나거나, 석영과 함께 들어온 광맥 형태로 존재하는 것으로 보아 열수에 의하여 이차적으로 형성된 것으로 해석된다. 압쇄암은 견운모에 의해 불소함량이 높게 나타난다. 현미경하에서 관찰 결과 견운모는 주변에 있는 석영과의 경계가 뚜렷하지 않고 견운모가 석영의 균열에 채워져 있으며, 압쇄된 작은 결정의 석영을 포획하고 있는 특징을 보이며, 이는 견운모 또한 열수에 의한 이차적인 변질작용으로 형성된 것임을 지시한다. 따라서 용유도 을왕산 화성암류 내 존재하는 불소는 열수에 의해 이차적으로 생성된 자연발생적 기원인 것으로 판단된다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권1호
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• pp.539-544
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• 2023

연구 대상은 경상북도 ◯◯시 ◯◯동에 위치한 마애여래입상 암반으로서 안정성이 우려되는 중생대 백악기 화강섬록암 마애불상이다. 안정성 해석을 위해 마애불 암반의 3차원 face mapping과 절리의 지질공학적 특성, 3차원 스캐닝, 초음파속도, 편광현미경 분석, 전자현미경 분석 및 XRD 분석을 수행하였다. 더불어 손상상태 조사, 평사투영해석, 암반분류 및 한계평형해석으로 마애불 암반의 안전율을 산정하였다. 구간별로 손상 및 가능한 붕괴의 유형과 규모는 암석의 풍화도와 절리면의 배향과 특성에 따라 다르나 쐐기파괴와 전도파괴가 소규모로 예상된다. face-mapping 자료, RMR, 암석의 물성·역학시험, 평사투영해석 및 한계평형해석으로 종합·검토한 결과, 마애불 암반의 건기 시와 우기 시의 허용안전율 1.2에 미달하여 안정성이 우려된다. 손상유형은 박리, 균열, 입상분해 및 초목생장, 균열 방향별 점유율은 전면이 가장 우세한 것으로 나타난다. 마애불 암석은 화강섬록암이며, 표면 변색의 물질은 K, Fe, Mg로 판명되었고, 4조의 절리 중 J1은 인장절리이고 나머지는 전단절리이다. 초음파탐사로 추정한 일축압축강도는 514kgf/cm2로서 대부분 연암과 일부 풍화암에 해당한다. 암반분류 결과 5등급으로 추산되며, 마애여래입상 전면부 불안정성이 예상된다. 기존의 문화재 안전진단의 방법과 더불어 이들 기법은 석조문화재의 객관적인 해석 및 안정성 검토의 합리적인 도구가 될 것으로 예상한다.

• 터널과지하공간
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• 제14권5호
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• pp.363-372
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• 2004

구마모토 안산암을 대상으로 이중 비틀림(DT) 시험을 통해 유도 홈의 단면 형상이 암석의 응력부식지수에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 정변위속도법에서 변위속도가 증가할수록 균열성장속도는 증가하지만 파괴인성계수는 평균 2.07 MN/m$^{3}$2/로 거의 일정하였다. 정변위법을 통하여 유도 홈의 형상이 사각형, 원형, 삼각형인 시험편을 이용하여 얻은 응력부식지수는 각각 평균 37, 36, 38로 홈의 형상에 관계없이 거의 일정한 값을 보이지만 표준편차는 삼각형 홈에서 가장 크게 나타났다. 암석의 DT시험은 중앙부에 유도 홈이 있는 시험편을 이용하는 것이 효과적이지만 광물의 평균입경 이상의 폭을 가진 사각형 단면의 홈을 이용하는 것이 가장 적절하다.

• 터널과지하공간
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• 제21권2호
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• pp.138-144
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• 2011

광산이 폐광을 하는 경우 배수시스템을 정지함으로 인해 갱도는 물로 포화된다. 갱도가 포화되었을 때 갱도 주변의 암석은 완전히 포화되고 갱도 주변 암반에는 수압이 작용한다. 암석의 일축압축강도는 함수율에 따라 달라지며 함수율이 증가함에 따라 감소한다. 수압은 암석 내 균열이나 암반 내 불연속면의 확장을 유발하게 된다. 갱도 내 포화된 수압이 지보압을 발휘할 수도 있지만 지하수에 의해 발생한 암반 물성의 저하는 갱도의 안정성을 감소시킬 것이다. 본 연구에서는 수압에 의해 발생한 갱도 주변 암반의 물성 저하가 갱도의 안정성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 2차원 불연속해석과 3차원 연속해석을 실시하였다. 수치해석 결과 수압에 의해 유발된 갱도 주변 암반의 물성 저하는 갱도 주변 암반의 변위 증가에 영향을 미치고, 2차원 해석 결과는 3차원 해석 결과 보다 큰 변위를 나타냈다.

• 폴리머
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• 제32권3호
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• pp.213-218
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• 2008

우리나라 전체 문화재중 약 17%에 해당하는 석조문화재는 대부분 옥외에 있고 시간이 지남에 따라 물리적, 화학적, 기계적, 생물학적인 풍화가 진행되고 있어 표면의 색변화, 균열, 부서짐 등이 발생하게 된다. 이러한 풍화현상을 저지하고 지속적인 형태 유지를 위해 적절한 보존처리가 요구된다. 가압과 감압이 가능한 가압용기를 이용하여 저점도의 아크릴계 단량체인 MMA를 암석에 함침시키고 중합하면 암석의 내부 깊숙이 고분자물질을 충진시킬 수 있다. 그에 따라 암석 구성 물질간의 치밀한 결합이 유지되고 발수성 및 내후성 향상이 기대된다. 본 연구에서는 국내산 화강암 2종을 이용하여 처리 후 수분흡수성, 내화학성, 기계적 성질 등의 변화를 통해 석조문화재에 대한 보존처리 방법으로써 의 가능성을 확인하였다.

• 암석학회지
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• 제16권1호
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• pp.12-26
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• 2007

12개 지역에서 분포하는 108개소의 중생대 화강암류의 석산에서 발달하는 수직의 1번 및 2번 면에 대한 분포 특성을 규명하였다. 각 지역에서 발달하는 수직 결의 방향성은 다양하다. 그러나 전국의 이들 수직 면은 전반적으로 북북동 방향이 우세하다. 수직면의 방향을 종합한 광역 분포도에서 이들 면의 빈도 등급별방향을 살펴보면 (1) $N2{\sim}10^{\circ}E(1st-order),\;(2)\;N15{\sim}25^{\circ}E(2nd-order),\;(3)\;N45{\sim}70^{\circ}E,\;N10{\sim}30^{\circ}W$ 및 $N70{\sim}80^{\circ}W(3rd-order)$ 방향의 3조의 우세 배향을 보여준다. 수평 채석면과 수직 채석면의 상대적인 분리성에 의한 화강암 석산의 유형은 R-유형, G-유형 및 H-유형의 3 종류로 분류되었다. 1번 면이 수평면을 형성하고, 2번 및 3번 면이 수직면을 형성하는 유형(R-유형), 2번 면이 수평면을 형성하고, 1번 및 3번 면이 수직면을 형성하는 유형(G-유형), 3번 면이 수평면을 형성하고, 1번 및 2번 면이 수직면을 형성하는 유형(H-유형) 등이다. 트라이아스기 화강암류의 석산은 R-유형 및 G-유형, 쥬라기 화강암류의 석산은 R-유형, G-유형 및 H-유형 그리고 백악기 화강암류의 석산은 주로 R-유형으로 각각 분류되었다. 이러한 석산 유형 중, 쥬라기 화강암류의 석산에서 가장 다양한 유형이 확인되었다. 유형별 분포비율을 살펴보면, R-유형의 분포비율이 77.8%를 차지하여 22.2%를 차지하는 G-유형 및 H-유형에 비하여 분포비율이 높다. 일반적으로 화강암질암에서는 흔히 물성의 이방성이 확인되며, 할석면의 방향과 열린 미세균열의 방향과는 상호 밀접한 상관성이 있다. 한편 관련 연구사례를 통하여 미세균열의 우세한 방향은 치대 압축 주응력의 방향을 지시함을 알 수 있다.

• 한국지형학회지
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• 제21권4호
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• pp.19-40
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• 2014

전라북도 고창군 상하면의 가막도에 대한 지형 조사의 일환으로 암석 반발 강도 조사와 각 부분의 화학적 조성을 분석하였다. 가막도의 암체 최상부는 지중 풍화 기원인 핵석이 일부 나타나고 있으며, 그보다 고도가 낮은 부분엔 지중에서 풍화 전선을 형성하던 기반암이 노출되어 있다. 가막도 암체의 반발 강도는 암체의 정상부에서 해안 대지 쪽으로 가면서 증가하는 것으로 나타났다. 이는 정상부가 침식에 대한 저항 정도가 약한 것으로 볼 수 있다. 한편 암체 각 부분의 화학적 풍화 지수, 풍화각 조성 물질의 변화 등으로 볼 때 암체의 하부가 정상부에 비하여 화학적 풍화가 덜 진행된 것으로 나타났다. 하지만 이는 암체 상부의 표면부에서 나타나는 현상으로 풍화층이 제거될 경우 생경한 암석의 풍화대가 나타날 것으로 보인다. 풍화각에 발달한 다각형 균열의 경우 전반적으로 화학적 조성과 화학적 풍화 정도에서 정상부와 하부의 중간 정도의 수준이었다. 풍화각의 특성을 파악하기 위한 분석 결과 풍화각의 표면에 다각형 균열이 형성되는 경우, 표면 부분에 비하여 기저 부분이 화학적 풍화 지수가 높은 경향성이 나타났다. 이는 이전의 연구와 일치하나, SiO2의 함량 등은 이전의 연구와 일치하지 않는 것으로 나타났으며, 이는 풍화 환경과 기반암 조성의 차이에 의한 것으로 판단된다. 이들을 종합할 때 가막도는 풍화 산물이 제거된 풍화 전선의 잔류물로 하부의 풍화 산물제거가 상부보다 활발히 진행된 것으로 보인다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.629-646
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• 2023

천전리 각석의 모암은 백악기 경상누층군의 대구층에 속하는 셰일이다. 이 암석은 열변질을 받아 혼펠스화 되어 경도가 높고 치밀한 조직을 갖는다. 각석의 표면은 일정한 깊이의 풍화대를 형성하고 있으며 비풍화대와는 광물 및 화학조성에 차이가 있다. 각석의 물리적 손상도 평가 결과, 균열은 대부분 층리와 평행하게 나타나며 상대적으로 조직의 치밀도가 낮은 상부에 집중된다. 탈락은 각석의 상부와 하부에서 전체 면적의 6.0%를 차지하며, 균열이 교차하는 쐐기작용에 따라 생성된 것으로 보이다. 표면을 점유하는 1차 박락은 전체면적의 23.8%이며, 2차 박락은 9.3%, 3차례 이상 발생한 박락은 3.4%로 산출되었다. 이는 자연적 풍화와 과거 이곳에서 화장하던 풍습으로 인한 열충격이 영향을 주었을 것으로 판단된다. 초음파 물성으로 보아 각석은 층리와 평행한 수평방향으로 높은 강도를 지시하며, 물리적 손상이 적은 영역은 평균 4,684m/s를 기록하였으나 균열대 및 박리박락이 심한 곳은 평균 2,597에서 3,382m/s로 차이를 보였다. 천전리 각석의 물리적 손상은 풍화작용이 반복되면서 암석 표면이 내부보다 정도가 심화되고 광물의 결합력이 약해져 나타난 것으로 보인다. 따라서 비풍화대보다 풍화대에서 응력이 크게 발생할 때 상대적으로 풍화된 표면이 지지력을 잃고 박락이 발생한 것으로 이해할 수 있다.

• 화약ㆍ발파
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• 제33권1호
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• pp.13-20
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• 2015

지하공간의 개발 또는 활용기술에 대한 수요가 전 세계적으로 급증함에 따라, 역학적 안정성과 활용 효율의 측면에서 발파굴착 시 발생하는 손상대 평가는 주요 관심사가 되고 있다. 본 연구에서는 PFC3D와 ANSYS LS-DYNA를 이용하여 판재시료를 대상으로 발파 예정선 주위의 소규모 모형발파에 대한 수치해석을 수행하였다. 또한, 해석 결과의 검증을 위하여 소규모 판재모형을 제작하여 발파실험을 수행하고 균열 전파양상을 비교 고찰하였다.