• 자원환경지질
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• 제40권6호
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• pp.771-784
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• 2007

본 연구는 변성 및 단층의 영향을 받은 운모편암의 풍화 특성에 관한 고찰로 여러 실내 실험을 통하여 운모편암의 풍화 특성을 규명하였다. 물리적-화학적 풍화현상을 모사한 동결-융해실험은 운모편암에 발달한 엽리면의 영향으로 일축압축강도의 저하가 풍화상태에 따라 $20{\sim}40%$ 발생함을 보여주고 있다. 서로 다른 풍화등급의 가진 시료에 대하여 슬레이킹 내구성 실험을 실시한 결과 단층파쇄대 부근의 심한 풍화상태의 시료의 내구성 지수가 상대적으로 신선한 시료보다 낮음을 볼 수 있었다. 슬레이킹 실험 전후의 시료에 대한 XRD 분석을 통하여 건습에 의해 녹니석과 같은 점토광물이 용탈되는 광물의 동적변화 양상을 알아보았다. 시간에 따른 운모편암의 거동은 크릴시험을 통하여 알아보았는데 이 역시 암석내에 발달한 엽리면에서의 거동이 주요한 변형 원인으로 나타났다. 불연속면의 전단특성은 불연속면에 충진되어 있는 점토광물의 영향을 많이 받고 있으며 최대전단강도와 잔류전단강도의 차이가 크게 발생함을 볼수 있었다. 이러한 실내실험들은 운모편암의 공학적 특성은 엽리면 혹은 불연속면의 거동에 많은 영향을 받을 것이라는 것을 보여주고 있다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.447-453
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• 2003

연구지역은 경남 양산시 상북면 삼삼리 일원으로 양산단층과 인접하며 급한 경사의 자연사면으로 이루어져 있다. 수치지형자료를 이용하여 고도값을 갖는 자료층을 추출한 후 10m$\times$10m 크기의 격자별로 DEM으로 변환하고, 이로부터 단위 격자의 경사도, 경사방향도, 음영도를 작성하고 흐름분배 알고리즘을 이용하여 설정된 격자별로 상부사면의 기여면적과 습윤지수를 산정하였다. 높은 습윤지수를 보이는 지역은 북서-남동 방향의 선형구조로 나타나며, 국소지역의 전단단열 특성과 일치한다. 한편 연구지역에서 전기비저항 탐사를 실시하여 높은 습윤지수를 나타내는 지역과 저비저항 이상대의 분포를 비교한 결과 습윤지수가 높은 지역은 모두 낮은 전기비저항 이상대로 관찰된다. 즉 습윤지수는 암석의 화학적 풍화를 수반하는 파쇄대의 분포와 일치하며 이를 토대로 국소지역에서 파쇄대의 예측과 암석의 안정성을 예측하는 방법으로 이용될 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제40권1호
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• pp.47-66
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• 2007

봉화 북지리 마애여래좌상(국보 201호)은 흑운모 화강암으로 구성되고 NE-SW EW 및 NS 방향의 3개 절리조가 규칙적으로 나타난다. 이들은 마애여래좌상의 여러 부분을 심각하게 파손하는 기계적 풍화를 일으켰다. 이 화강암의 풍화암에서 주원소의 화학조성을 이용한 풍화지수는 토양층에서 $59{\sim}61$로 사장석이 용해되고 흑운모가 변질되어 카올린 광물의 생성이 활발한 방향으로 풍화작용이 진행되었다. 풍화도가 커질수록 주원소의 $SiO_2$, MnO는 약간 증가하는 반면에 $TiO_2,\;{Fe_2O_3}^t,\;MgO,\;CaO,\;K_2O$는 감소하는 경향을 보인다. $Al_2O_3$에 대한 미량원소의 변화량을 보면 모든 전이원소와 Rb, Y는 풍화도가 커질수록 증가하며, 반면에 Li, Sr, Ba은 감소를 나타낸다. REE의 패턴은 LREE에서 거의 일정하게 나타나지만 HREE에서 풍화도가 커질수록 증가하는 경향을 보인다. 특히 CaO, $K_2O$, Sr과 Ba의 감소는 장석들이 지하수에 용해되면서 유출된 결과이다. 마애여래좌상에서 훼손은 풍화에 의해 3방향의 절리, 착색현상, 입상분해, 미생물서식 등으로 나타난다. 풍화의 윈인은 주로 변형작용, 수분, 기온변화, 생물서식 등이다. 이 중에 수분이 화강암 내의 절리를 따라 스며들어 광물을 용해하고 분해할 뿐만 아니라 식물을 서식케 하고 결빙을 일으킨다. 북동 및 남북 절리조는 외곽부에서 내부로 연결되기 때문에 이 절리들은 빗물이 쉽게 마애여래좌상 내부로 스며들게 하여 앞으로 문화재를 훼손하는데 큰 영향을 미칠 것으로 생각된다.

• 보존과학회지
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• 제27권1호
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• pp.101-114
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• 2011

선운사 도솔암마애불(보물 제1200호)은 자연암반의 절벽에 새겨진 높이 13.0m의 거대한 마애불 좌상으로 응회암, 석영안산암질 각력응회암, 각력응회암 및 암편질 응회암 등의 화산암 복합체로 구성되어 있다. 마애불의 상부와 하부는 각각 열수변질과 세편화작용이 발생하였다. 이 마애불에 나타나는 손상유형을 크게 물리적, 화학적 및 생물학적 풍화로 구분하여 요인별 훼손상태를 정밀 진단한 결과, 물리적 풍화양상 중 박리박락과 결실이 각각 11.3%, 9.3%로 가장 높은 점유율을 보였다. 박리와 미세균열이 발생한 부분을 중심으로 적외선열화상 분석을 실시한 결과, 육안으로 확인되지 않았던 박리가 함께 나타났다. 마애불 기반암의 화학적 풍화지수와 풍화잠재지수는 각각 55.16~64.01 및 6.14~9.92로서 상당한 풍화단계에 속하는 것으로 나타났다. 표면변색은 암흑색, 적갈색 및 백색 변색이 주로 하부에서 두드러지며, 적갈색변색이 6.9%로 가장 높다. 이들의 P-XRF 측정결과, 공통적으로 Fe 농도가 높으며, 암흑색변색 부위에서는 Mn, 적갈색과 백색변색 부위에서는 S와 Ca의 함량이 높게 검출되었다. 생물학적 풍화는 황갈색 고착지의류와 흑회색 고착지의류가 각각 20.8%, 13.3%로 가장 높은 점유율을 보였다. 마애불의 종합적 훼손율을 비교하면 물리적 훼손이 21.2%, 무기오염물에 의한 변색이 10.8%, 생물학적 훼손율이 39.4%로 나타났다. 한편 마애불 표면 555지점에 대한 초음파속도 측정결과 1,067~3,215m/s평균 2,274m/s의 범위로, 이를 풍화도지수로 환산하면 마애불은 중간풍화(MW)에서 완전한 풍화(HW) 단계에 속하는 것으로 나타났다.

• 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.

• 한국지형학회지
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• 제23권2호
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• pp.95-108
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• 2016

Several flights of marine terraces were developed along the Eastern coast of Korea (Gangneung-Donghae). Various dating techniques have been applied to determine the age of these terraces, with a view to better understand the regional uplift history. In this study, we compare the major element compositions of the terrace deposits and modern beach sediments to estimate the relative formation age of these terraces. We observed a discernible difference in major element geochemistry between modern beach sediments and various elevated terrace deposit (i.e. palaeobeach sediments). In general, weathering properties of marine terrace sediments are expected to be affected by the formation ages of terraces, and here, we confirm that the chemical composition are indicative of the relative age of the terraces in this region.

• 한국지형학회지
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• 제27권3호
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• pp.1-11
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• 2020

A CIA analysis (A-CN-K and A-CNK-FM ternary diagram) indicates that, unlike the general granitic hills of the Korean Peninsula, the chemical weathering of the granitic grus (sandy regolith) in the eastern Jincheon basin is variable in geomorphic site except the Chuncheon basin. In the study area, there are three types of hills, such as; inner hills, linear isolated hills, and outer hills. The weathered mantles of the outer hills and linear isolated hills are weakly altered, whereas the inner hill, the Bonghyeon profile, shows a stronger chemical loss of the compositions approximating saprolite. There are small differences between the outer hills and linear isolated hills. The Geumwang site is considered fresh rock due to a low lever of alteration, although its sampling profile shows sandy weathering mantles. In the profiles of the Masan and Mugeuks sites, the lower part of weathering mantles has not experienced a significant level of component loss, but the upper regoliths have substantially been modified. The alteration of the hills occurs by chemical loss of CaO and Na₂O. K₂O exhibited little variation at all sampling suites and it has not changed into saprolite.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.15-22
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• 2022

본 연구는 국내 대표 암석의 팽윤성을 관찰하고 암석의 풍화와 관련하여 시험법의 활용과 선행 분석의 개선점을 제시하고자 한다. 국내 고속도로 시공현장에서 지반조사를 위해 획득한 시추코어를 대상으로 스웰링시험 및 분석하였다. 연구 시험용 암종의 선정은 암석의 분류기준과 분포면적을 고려하였으며, 화성암은 화강암을 선정하였고 퇴적암은 사암과 이암을 선정하였다. 변성암은 편암과 편마암을 선정하였다. 암석의 흡수팽창지수를 결정하는 방법은 ISRM과 한국암반공학회 표준암석시험법(2005) 중 "암석의 시료채취와 시험편 제작 표준법"에 제안된 방법을 이용하였다. 팽창변위의 측정을 위한 시편은 높이 10cm, 지름 5cm의 원주형 이었다. 이에 수직되는 단면에 대해 흡수팽창변형률을 측정하였으며 단면 방향의 변형률은 팽창 방향의 길이를 보정하였다. 본 연구의 스웰링에 의한 풍화민감도 분석 시험 결과, 최대팽창변위보다 변화율이 암석의 팽윤성 판단에 효과적임을 알 수 있었다. 기존 스웰링분석법은 팽창변위의 최고점(최대팽창변위)을 이용하여 풍화민감도를 평가하고 있으나 암반등급별 구분이 불명확하므로 침수시간에 따른 팽창변위의 변화율(기울기)을 이용하는 것이 타당하다. 암반등급외 암석의 등방성과 이방성의 구분, 암종별 장축과 단축의 팽창변위(차이)를 활용한 풍화 특성의 판별이 필요하다. 풍화변질과 단층변질을 구분한 실험이 필요하며 이를 위해 선행적으로 구성 광물의 정량 분석이 필요하다. 또한, 화학적 풍화 단계의 팽창변위 분석을 통한 암종별 장기풍화 예측기술이 필요하다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제45권1호
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• pp.86-101
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• 2012

운주사 원형다층석탑의 주요 구성암석은 암편질응회암과 유문암질 각력응회암으로 담녹색 및 회색을 띠며 원마도가 불량한 암편을 함유하고 있다. 암편질응회암은 유리질 기질과 은미정질의 장석과 석영이 보이고 미정질 결정들이 나타난다. 유문암질 각력응회암에서는 장석 및 불투명 광물로 이루어진 기질에 석영과 장석이 반정으로 관찰된다. 석탑의 모든 부재에는 먼지, 박리박락, 공동, 탈락, 균열이 발달되어 있으며, 적외선 열화상 촬영 결과 부분적으로 내부 공극이 상당히 진행되어 박리를 유발하고 있는 상태이다. 또한 서측과 북측의 3층 이상 옥개석 상부에서는 회색, 녹색, 황갈색 등의 다양한 지의류 및 선태류들이 높은 점유율을 보인다. 기단부와 옥개석에는 산화망간, 산화철 및 수산화철 등의 무기오염물에 의한 변색이 나타난다. 석탑 부재의 화학적 풍화지수(CIA)와 풍화잠재지수(WPI)를 산출한 결과, 각각 55.69, 1.12로 상당히 풍화가 진행되었으며 초음파속도는 평균 2,892m/s, 풍화도지수와 일축압축강도는 각각 0.4k, $1,096kg/cm^3$로 암석의 강도와 내구성이 약화된 상태이다.

• 자원환경지질
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• 제35권3호
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• pp.285-297
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• 2002

본 연구는 물리화학적 분석을 토대로 산불지 토양에 영향을 미치는 중요한 인자의 특성을 파악하려 하였으며, 산불지 2차피해저감기법의 개발에 획득한 결과를 활용하는데 그 목적이 있다. 연구대상지는 강원도 강릉시와 동해시에 소재한 임야이며, 산불발생시기는 2000년 12월경이다. 토양시료는 산불발생후 약 1년이 지난 2001년 11월에 산불지와 비산불지, 표토와 심토를 대상으로 구분하여 채취하였다. 산불지 표토 (0-5 cm)중의 pH는 비교지에 비하여 높은 특성을 보였으며, 심토 (5-40 cm)중의 pH는 비교지에 비하여 낮은 특성을 보였다. 토성분류 결과, 산불로 소실된 초목류의 잔류물이 산불지 토성에 영향을 주었으며, 지질적 특성에 따라서도 토성의 차이가 있음을 확인하였다. 유기물함량은 산불지에서 높게 나타났지만 예외적으로 탄질셰일이 많이 분포하는 산불지에서는 비교지에 비하여 유기물함량이 낮은 것으로 나타났다. 풍화지수는 산불지에서 낮게 나타났으며 이는 산불지 표토의 유실과 관련이 있다. Fe(Fe$^{2+}$ or Fe$^{3+}$ )이온은 강우나 강설등에 의하여 산불지 표토로부터 쉽게 용탈되는 반면에 Mn이온은 콜로이드의 물리화학적 흡착작용에 의하여 산불지 토양 중에 그대로 잔류하는 특성을 확인하였다. 연속추출법을 통하여 산불지에서 Fe이온의 용탈이 있음을 확인하였으며, Mn이온의 용출특성이 교란되었음을 확인하였다. 요인분석결과에서도 산불로 인하여 인자들간의 수반특성이 교란되었음을 확인하였다.