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무령왕릉보존에 있어서의 지질공학적 고찰

  • 서만철;최석원;구민호
    • 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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    • 대한자원환경지질학회 2001년도 제17차 공동학술강연회 및 춘계학술답사
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    • pp.42-63
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    • 2001
  • 무령왕릉의 보존대책을 수립하기 위하여 누수 현상, 고분구조 벽체거동 상황 및 구조안전점검, 고분 내에 서식하는 조류의 제거, 고분내 습기 및 결로현상 제거를 위한 공기조화시설 등을 포함하는 종합 정밀저사를 1996년 5월 1일 부터 1997년 4월 30일 까지 1년간 수행하였다. 이러한 연구를 수행하기 위하여 기초 지반에 대한 정밀측량, 고분 내외부의 년중 온습도 모니터링, 지반의 내부물성 파악을 위한 지구물리 탐사, 시추 자료에 대한 각종 물성실험, 지반의 투수계수 측정 및 지구화학적 분석을 실시하였다. 고분 내외부에 대한 정밀측량 결과 봉분 중심의 현실 중심보다 북동쪽으로 5m 이격되어 있다. 무령왕릉의 경우는 발굴 당시에도 유사한 분포를 하였으나, 이로 인하여 불균형적인 토압을 발생시키는 원인이 되고 있다. 벽돌깨짐 상황 조사결과 무령왕릉의 조사 대상 벽돌 6025장중 1972년에는 435장 파손되었던 것이 1996년 조사결과 1072장이 파손된 것으로 밝혀져 파손율이 2.5배로 증가하였다. 6호분의 경우는 이보다 더 심하여 벽돌 파손율이 2.9배로 증가하고 있다. 1972년 상황은 약 1450년간 진행된 것이고 1996년의 상황은 불과 24년간 진행된 것임을 감안할 고분이 발굴된 이후 벽돌의 균열은 상당한 가속도로 진행되어 온것이 사실이며 이대로 진행된다면 더욱 더 가속화될 것으로 판단된다. 고분벽체의 거동상태를 계측한 결과 무령왕릉 동측벽의 경우 우기와 건기에 각각 2.95 mm/myr및 1.52 mm/myr의 거동을 보여 우기에 지하수 유입에 의한 지반의 약화로 인하여 건기보다 2배정도 거동하는 양상을 보인다. 한편, 연도 입구의 호벽은 건기에 전실쪽으로 0.43 mm/myr, 연도쪽으로 2.05 mm/myr의 거동을 보여 무령왕릉에서는 가장 심한 거동을 보이고 있다. 6호분의 거동현황은 건기에만 측정된 바, 현실의 동측벽과 서측벽이 각각 벽체 뒤쪽으로 7.44 mm/myr, 현실안쪽으로 3.61 mm/myr의 거동을 보여 조사대상 5호분, 6호분, 7호분, 중 가장 심한 거동을 보이고 있다. 이는 고분 벽돌의 깨짐이 6호분이 가장 심하다는 사실과 무관하지 않은 것으로 판단된다. 봉분내부의 토양층구조에 대한 지오레이다 영상단면을 분석한 결과 무령왕릉 연도상부의 누수지방지층이 심하게 균열되어 있음을 발견하였다. 이 곳은 고분내부로 직접누수가 발생하는 곳이다. 직접누수와 지하수 형태로 유입된 침투수는 고분군 주위의 지반의 함수비를 증가시켜 지반의 지지력을 약화시키고 또한 고분내로 서서히 유입되어 고분내부의 습도를 100%로 유지시키는 주된 원인이다. 이러한 높은 습도는 고분내의 남조류의 번식을 가져왔으며 남조류의 번식은 현재 6호분이 가장 심각하고 7호분이 우려되는 수준이며 5호분은 문제가 없는 것으로 판단된다. 이와 같이 고분군의 발굴후 인위적인 환경변화와 지속적인 강우침투 및 배수 불량의 영향은 고분군의 안정성에 상당한 위험을 초래하였으며, 현 상태는 각 고분에 대한 보강이 불가피한 것으로 판단된다. 고분 벽돌의 깨짐, 고분 벽체의 거동, 조류의 서식등을 포함하여 송산리 고분군에서 발생되고 있는 보존상의 제반 문제점들을 일차적으로 누수 및 침투수에 의한 결과이다. 그러므로 무엇보다도 고분군 내부 및 고분 주변으로의 강우 및 지하수 침투를 막는 차수 대책이 시급한 것으로 판단된다. 또한 이미 발생한 변위가 더 이상 진행되지 않도록 하중을 경감하고 토압의 균형을 이루는 보강대책이 시급한 실정이다. 고분군의 보존대책으로는 고분의 구조안전에 관하여 근본적인 구조변경이 불가피한 직접 보강대책보다 간접적인 보강대책이 바람직한 것으로 판단된다. 간접적 보강대책으로서는 현 봉분규모의 축소, 불균등토압의 조정, 강우침투 방지를 위한 최종복토시스템, 유도배수구의 설치 및 능선 상부로부터의 지하수 차단시설을 포함한다. 이러한 차수대책은 고분군의 제문제를 해결하는 가장 근본적인 대책이라 할 수 있다. 고분내 결로현상 및 습기 제거를 위하여 항온항습장치를 전실에 설치하고 덕트를 통하여 고분내 현실로 순환시키는 방법을 제안하며 외부 온도의 영향을 덜 받게 하기 위하여 전실상부 토양을 현재보다 두껍게 하고 전실의 천정마감재를 열전도도가 낮은 목재로 교체하며 출입문의 이동등을 제안하였다. 금번 조사 연구를 통하여 얻어진 각종 보수 및 보존대책은 고분구조 자체에 가능한 한 최소의 변화를 주면서 가장 시급한 문제점부터 해결하도록 제시되었다. 설계 및 시공단계에서는 보수의 경중을 가려 순서에 입각하여 이루어져야만 하며 설계 및 시공단계에서 고분의 구조안전에 영향을 주지 않도록 각별한 주의가 요망된다. 끝으로, 상기의 보수대책이 실시된 후 이에 대한 평가 및 향후의 영구 보존을 위한 벽체경사 계측, 함수비 및 지하수위 계측, 온습도 측정 등을 포함하는 사후계측시스템은 필수적이라 할 수 있다. 각종 계측자료를 이용한 장기적이고도 세심한 분석을 통하여 완벽한 보존 관리가 이루어져야할 것으로 사료된다.로 사료된다.

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쥬라기 화강암류에서 발달된 1번 면, 2번 면 및 3번 면의 역학적 특성 (Mechanical Characteristics of the Rift, Grain and Hardway Planes in Jurassic Granites, Korea)

  • 박덕원
    • 광물과 암석
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    • 제33권3호
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    • pp.273-291
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    • 2020
  • 화강암 석산에서 1번 면, 2번 면 및 3번 면으로 알려진 세 직교하는 분할면의 강도 특성을 검토하였다. R, G 및 H 공시체는 거창 및 합천 지역에서 분포하는 쥬라기 화강암류의 블럭 샘플로부터 획득하였다. 이들 세 공시체의 장축의 방향은 세 면 각각에 수직이다. 세 면에 대한 판별에 유용한 주요 사항은 다음과 같다. 첫째, R, G 및 H 공시체의 일축압축강도와 관련된 세 그래프의 스케일링 특성을 보여 주는 도면을 작성하였다. 강도의 증가에 따라 세 공시체의 그래프는 H < G < R의 순으로 배열한다. 공시체 내부의 조직균일도를 지시하는 세 공시체에 대한 그래프의 경사각을 비교하였다. H 공시체(θH, 24.0°~37.3°)에 대한 상기한 각이 세 공시체 중에서 가장 낮다. 둘째, 두 공시체의 평균압축강도의 조합을 나타내는 RG, GH 및 RH 공시체의 세 그래프와 관련된 스케일링 특성을 도출하였다. 다양한 형태를 취하는 이들 세 그래프는 GH < RH < RG의 순으로 배열한다. 섯째, 강도차(Δσt)와 경사각(θ) 사이의 상관도를 작성하였다. 위의 두 파라미터는 -0.003의 지수(λ)를 갖는 지수함수의 상관성을 보여 준다. 두 화강암에서, RH-그래프의 경사각(θRH)이 가장 낮다. 넷째, 세 공시체에 대한 세 종류의 압축강도 그리고 각 공시체에 가해진 압축하중에 평행 배열하는 두 조의 미세균열에 대한 다섯 파라미터 사이의 상관 관계를 보여 주는 여섯 유형의 도면을 작성하였다. 거창 및 합천화강암에 대한 이들 도면으로부터, 빈도수(N, 0.872) 및 밀도(ρ, 0.874)와 함께 총 길이(Lt)에 대한 상관계수(R2)의 평균값(0.877)이 가장 높다. 또한, 세 공시체의 최소(0.768) 및 최대(0.804)의 압축강도에 비하여 평균압축강도와 관련된 상관계수의 값(0.829)이 보다 높다. 다섯째, 거창화강암의 세 공시체에서 발달된 상기의 두 조의 미세균열과 평행한 방향으로 측정한 압열인장강도의 분포 특성을 도출하였다. 관련 도면으로부터, R, G 및 H 공시체에 해당하는 이들 인장강도에 대한 세 그래프는 H(R1+G1) < G(R2+H1) < R(R1+G1)의 순을 보여 준다. 인장강도에 대한 세 그래프의 배열순과 압축강도에 대한 세 그래프의 배열순과 상호 부합한다. 따라서, 세 공시체의 압축강도는 상기한 세 유형의 인장강도와 상호 비례한다. 여섯째, 상기한 세 그래프에서 도출한 각 누적수(N=1~10)에 해당하는 세 인장강도 그리고 각 그래프에 해당하는 다섯 파라미터의 값 사이의 상관 계수를 도출하였다. 10개의 상관도에서 도출한 각 파라미터에 대한 상관 계수의 평균값은 밀도(0.763) < 총 길이(0.817) < 빈도수(0.839) < 평균 길이(Lm, 0.901) ≤ 중앙 길이(Lmed, 0.903)의 순으로 증가한다. 일곱째, 세 공시체에 대한 일축압축강도 그리고 압열인장강도 사이의 상관도를 작성하였다. 상기한 상관도는 세 종류의 압축강도 그리고 다섯 그룹(A~E)의 인장강도를 근거로 아홉 유형으로 분류하였다. 관련 도면으로부터, 최소압축강도를 제외한 평균 및 최대압축강도와 함께 인장강도가 증가할수록, 상관계수의 값은 급격하게 증가한다.

서울지역 식품영양전공.비전공대학생의 골밀도에 미치는 영향요인에 관한 연구 (Bone Density and Related Factors of Food and Nutrition Major and Non-Major University Students in Seoul Area)

  • 정남용;최순남
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.391-407
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    • 2003
  • 본 연구에서는 식품영양전공$.$ 비전공 남$.$여대학생을 대상으로 골밀도를 측정하고 신체계측, 식습관, 운동 등의 요인이 골밀도에 미치는 영향을 조사하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 조사대상자들의 평균연령은 전공남학생 22.2세, 비전공남학생 22.4세, 전공여학생 21.2세, 비전공여학생 21.9세이었고, BMI는 전공남학생 21.96, 비전공남학생 21.69, 전공여학생 21.07, 비전공여학생 20.84이었다. 2. 조사대상자들의 골밀도는 전공남학생군과 비전공남학생군에서 평균 BQI 값은 각각 l08.07, 110.47, 전공여학생과 비전공여학생의 평균 BQI는 89.13, 88.18이었다. 전공, 비전공남학생의 평균 Z-score는 각각 0.139, 0.295, 평균 T-score는 각각 0.049, 0.185이었다. 여학생의 경우 평균 Z-score는 전공여학생 -0.786, 비전공여학생은0.842이었으며, 평균 T-score는 전공여학생 0.786, 비전공여학생은 -0.839로 나타났다. 3. 조사대상자의 골밀도 상태를 정상, 골감소증, 골다공증 3군으로 분류하였을 때 골밀도가 정상인 경우는 전공남학생 78.0%, 비전공남학생 88.2%로 비전공군에서 다소 높았고, 전공여학생은 60.0%, 비전공여학생 59.1%로 유사하였다. 골감소증은 전공남학생 22.0%, 비전공남학생 11.8%, 전공, 비전공여학생 각각 40.0, 40.2%로 여학생군이 남학생군과 비교하였을 때 골감소증의 경향이 높게 나타났다. 4. 조사대상자의 식습관을 조사한 결과 규칙적으로 식사를 하는 경우는 전공남학생 26.8%, 비전공남학생 68.8%, 전공여학생은 45%, 비전공여학생 32.6% 이었다. 육식 위주 식사는 전공남학생 19.5%, 비천공여학생 l0.6%이었고 채식 위주 식사는 비전공남학생 57.0%, 전공 여학생은 47.5%로 나타났다. 아침을 매일 먹는 전공남학생은 19.5%, 비전공남학생은 61.3%, 전공여학생은 33.8%, 비전공여학생 25.7%로 나타났다. 과식한다는 응답이 전공남학생 34.2%, 비전공남학생 25.8%이었고, 전공여학생은 25.0%, 비전공여학생 35.6%이었다. 5. 조사대상자의 식품의 섭취빈도를 나타낸 결과는 두부 및 콩제품을 매일 섭취하는 경우는 전공남학생 19.5%, 비전공남학생 37.6%, 전공여학생은 41.3 %, 비전공여학생이 17.4%이었다. 우유 및 유제품 섭취는 매일 섭취한다고 하는 경우가 전공남학생 34.2%, 비전공남학생 4.5%가, 전공여학생은 l0.0%, 비전공여학생은 34.8%이었다. 육류 및 육가공품 섭취는 거의 섭취하지 않는 경우가 전공남학생 4.9%, 비전공남학생은 44.1%로, 전공여학생 36.2%, 비전공여학생 6.1%로 나타났다. 해조류 섭취는 일주일에 0∼2회 섭취에 대한 응답율은 전공남학생 56.1%, 비전공남학생 50.5%이었고, 전공여학생 65.0%, 비전공여학생 55.3%로 대체적으로 섭취율이 낮은 경향이었다. 전공에 관계없이 전반적으로 콩식품, 우유 및 해조류 등의 섭취 정도가 낮았다. 6. 조사대상자의 운동 빈도를 보면 항상 운동을 하는 경우는 전공남학생 14.6%, 비전공남학생 23.7%로 비전공남학생의 운동빈도가 높게 나타났으며 여학생의 경우 남학생에 비하여 운동량과 운동시간이 짧게 나타났다. 체중에 대한 만족도를 보면 전공남학생 19.5%, 비전공남학생 34.4%로, 전공여학생은 13.7%, 비전공여학생은 9.1% 가 만족한다고 하였다. 체중조절의 방법에 있어서는 운동을 한다는 응답이 전공남학생은 65.9%, 비전공남학생은 54.8%, 전공여학생은 35.0%, 비전공여학생은 31.8%로 나타났다. 7. 조사대상자의 골밀도와 제요인의 상관관계를 BQI 값으로 살펴볼 때, 전공남학생은 운동시간 및 식사량 그리고 콩식품, 해조류 섭취빈도와 약한 양의 상관관계를 보였으며, 편식 및 인스턴트 식품 섭취와는 음의 상관관계를 나타내었다. 비전공남학생의 경우 운동시간과 해조류 섭취와 약한 양의 관계를 나타내었고 콩식품, 우유, 육류, 인스턴트 식품 섭취와는 음의 상관관계를 나타내었다. 전공여학생은 운동시간, 콩식품에서 양의 상관관계를, 육류, 차, 인스턴트 식품에서는 약한 음의 상관관계를 나타내었다. 또한 비전공여학생의 경우 콩 식품과 해조류, 육류에서는 약한 양의 상관관계를, 우유 및 차 섭취에서 음의 상관관계를 나타내었다. 이상의 결과 골밀도에 영향을 미치는 요소는 군마다 다양하였으며 남학생의 경우 평균 골밀도 수치가 표준치보다 높게 나왔으나 최대, 최소범위가 넓은 경향이었고, 전공남학생의 경우 골감소증의 비율이 비전공남학생보다 높아 이를 개선시키기 위한 여러 가지 방안이 필요할 것으로 사료된다. 특히 여학생의 골밀도는 전공ㆍ비전공군에 상관없이 낮게 나타나 여성이 남성에 비해 골격건강이 취약한 집단임이 알 수 있었다. 그러나 대학생의 시기는 여전히 골질량의 형성이 가능한 시기이며, 따라서 건강한 골격을 형성하고 유지하기 위해서 식품의 섭취, 균형된 식사, 적정 체중의 유지 및 골격 에 하중을 가하는 운동을 지속적으로 하는 개개인의 다각적 노력과 관심이 중요하다 하겠다. 그리고 전공대학생의 경우 전공지식에 대한 실생활 적용 및 반영의 정도가 다소 높을 것으로 기대하였으나 미흡하게 나타난 결과를 볼 때, 전공지식에 대한실천의지 함양을 위한 교육프로그램 마련이 절실히 필요한 것으로 사료된다.

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