• 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.

• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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• 한국문화재보존과학회 2006년도 제23회 학술대회 발표 논문집
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• pp.84-87
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• 2006

• 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.

• 대한지리학회지
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• 제47권3호
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• pp.315-327
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• 2012

한반도 남서부에 위치한 영암 일대의 화강암 구릉대에는 적색의 지표피복물들이 일반화되어 나타나고 있으며, 이를 고온다습한 고기후의 산물로써 성대토 개념으로 간주되어 왔다. CIA와 A-CN-K, A-CNK-FM 도식을 이용하여 이들 적색의 풍화층이 지니는 화학적 풍화 특색을 살펴본 결과, 모암에서 사장석이 완전 풍화에 준하는 수준의 강한 화학적 풍화가 일어남으로써 사질의 풍화층이 형성되었고, 풍화층이 형성된 이후로는 칼륨 장석의 용탈에 의해 풍화층의 화학적 변화가 일어나고 있는 상태이다. 그러나 일라이트와 같은 일차 광물의 수준을 넘어서지 못한 상태에 있으며, 라테라이트 단면에서 나타나는 카올리나이트와 같은 2차 광물로의 화학적 풍화는 진전되지 못한 상태이다. 화학적 풍화의 결과로서 알칼리 성분들은 용탈에 의해 함량이 낮아진 상태이지만, 철분과 마그네슘 같은 유색 광물들은 상대적으로 미약한 용탈이 발생하여 풍화층의 적색화가 이루어지고 있는 것으로 판단된다.

• 한국지형학회지
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• 제21권4호
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• pp.97-108
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• 2014

낙동강의 지류인 내성천은 '모래강'이라고 불릴 정도로 유역분지인 영주-봉화 분지로부터 사질 물질의 공급이 많은 하천이다. 일반적으로 풍화물질로서의 모래는 화강암 구릉대가 해체되는 과정에서 형성되기 때문에, 내성천으로의 모래 공급이 활발하다는 것은 영주-봉화 분지의 화강암 구릉대가 현재도 활발히 해체되고 있다는 것을 뜻한다. CIA분석(A-CN-K와 A-CNK-FM 삼각도)을 통해 나타난 영주-봉화분지의 화강암 구릉대 풍화층은 칼륨을 비롯한 철분, 망간은 물론 화학적 풍화에 매우 약한 것으로 알려진 칼슘과 나트륨의 풍화마저 기반암과 큰 차이를 보이지 않는다. 칼륨의 풍화는 미약해도 칼슘과 나트륨의 손실이 약간은 진전된 정읍, 논산, 남원과 같은 일반적인 화강암 구릉대에 비해서도 화학적 풍화는 거의 일어나지 않은 상태이다. 따라서 영주-봉화 분지의 화강암 구릉대는 입상붕괴에 의해 풍화층이 형성된 이후 화학적 풍화는 거의 정지 상태에서 모래질로 이루어진 구릉대 풍화층이 제거되고 있는 과정에 있는 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.23-27
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• 2013

기후변화에 따른 토석류 발생과 그로 인한 피해가 세계적으로 증가 추세에 있다. 토석류 연구는 역학적 관점에서 파괴 후(post-failure) 거동에 해당하며 지반강도와 유동특성을 분석함으로써 특성화할 수 있다. 본 연구는 국내의 토석류 발생지역인 상주(화강암 풍화토), 인제(편마암 풍화토), 포항(이암 및 셰일) 지역을 대상으로 지반의 물성-전단강도 상관관계와 토석류의 유동특성을 평가하였다. 본 연구지역을 대상으로 스웨덴 낙하 콘(Swedish Fall cone) 시험장치를 이용하여 지반의 물성 및 지반강도 사이에 일정한 상관관계가 있음을 밝혔다. 실험결과에 따르면, 인제, 상주, 포항지역에서 채취된 시료에 대해 액성지수(IL)와 비배수 전단강도($C_{ur}$) 사이에 $C_{ur}=(1.2/I_L)^{3.3}$의 관계식이 성립한다. 토석류 흐름을 지배하는 항복응력은 재성형 비배수 전단강도에 상응하는 것으로 간주하고, Bingham 모델과 액성지수-항복응력 관계식을 이용하여 토석류의 유동성을 조사하였다. 유동해석은 국내 풍화토와 낮은 활성점토를 구분하여 적용하였다. 이때 액성지수는 액성한계를 기준으로 $I_L=1$, 1.5, 3.0으로 구분하여 비교분석하였다. 동일한 액성지수($I_L=1$)에 대해, 토석류의 발생 5분 경과 후 최대 이동거리는 250m에 다다른다. 액성지수가 3으로 증가 될 경우, 토석류의 이동거리를 5분까지 살펴본 결과, 국내 풍화토는 낮은 활성점토에 비해 2배 이상 큰 유동성이 있음을 알 수 있었다. 본 유동성 평가기술은 토석류 피해저감기술 전략수립에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.114-118
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• 2004

울산지역의 대수층 분포특성과 지하수 유동특성에 관해 연구하기 위해 크리깅 기법을 이용하였다. 울산지역의 시추자료 1,783개 지점과 지하수위자료 총 1,171개 지점에 대하여 2년간(2002년～2003) 자료를 획득하여 분석하였다. 본 연구지역의 표고 충적층 하부경계 심도, 충적층, 하부경계 심도, 충적층 층후, 풍화대 층후, 충적층-풍화대 층후, 대수층 단면, 지하수위 그리고 지하수유동 분석을 하기 위해 베리오그램 분석한 결과 풍화대 하부경계 심도에 지수형모델(exponential model), 나머지 지하수위를 포함한 성분들은 모두 구상형모델(shperical model)이 가장 적합하게 나타났다. 울산지역 대수층의 경우 산악지역은 얕은 충적층과 풍화대 분포가 나타나는 반면, 남구는 충적층, 북구는 풍화대 발달이 우세하게 나타났다. 그리고 울산지역의 충적층과 풍화대 층후 분포특성이 울산단층을 따라 층후가 두껍게 나타났다. 지하수 유동은 고지형의 북구와 동구 산악지역에서 바다에 인접한 내륙지역으로 지하수 유동특성을 보였으며, 울산의 4개구는 산악지역, 태화강, 동천강, 울산단층 그리고 충적층과 풍화대가 잘 발달된 대수층을 따라 지하수유동 특성이 잘 나타났다.

• 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.

• 한국지형학회지
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• 제24권2호
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• pp.41-49
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• 2017

From the results of the CIA analysis (A-CN-K and A-CNK-FM ternary diagram), we concluded that granitic grus experienced low chemical alteration and contains plenty of sandy material The chemical alteration of Geochang and Gajo Basin advanced further than that of Yeongju-Bonghwa basin, but does not come to spatial differentiation as Chuncheon Basin. The weathered mantles of inner hills in the basin exhibit very weak alteration, and there is little spatial differentiation of chemical alteration between footslope of mountains, footslope hills. Most of hills are still in incipient weathering stage and have plenty of sandy materials. Therefore the chemical characteristics of granitic hills in Geochang and Gajo basin show that granitic weathered mantles are not saprolite formed by alteration but may be just grus (sandy weathered mantles).

• 한국지형학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-16
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• 2016

This study estimates relationships between physical and chemical weathering indices of various rock types and topographical relief. Physical weathering properties such as rock strength and joint and chemical weathering indices such as the $SiO_2/Al2O_3$, CIA and WPI were analyzed from 18 rock outcrops in mountain and valley areas consisting of 9 rock types. The results indicate that the elevation and relief of topography increase physical strength of rock increases. It can be suggested that the total r(rock-mass strength rating) and R(rock rebound strength by Schmidt Hammer) are most useful indices as a quantitative weathering property factor to explain formative causes of topographical relief. The results also suggest that rock types such as sandstone, granite, gneiss and schist are most suitable to explain meaningful difference in topographical relief with the physical and chemical weathering indices.