• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.416-421
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• 2003

To develop an easy, low-cost method for evaluating the degree of weathering by radioactive prospecting, radioactive prospecting and the investigation of the degree of weathering were carried out in the southern Kitakami massif of Iwate Prefecture, Japan, in which weathering granitic rocks was distributed. Fifty outcrops in the study area were selected, and strength of the gamma-rays emitted from the weathering bedrock of $^{40}K,\;^{214}Bi,\;and\;^{208}Tl$ was measured for 15 minutes at each point. At the same points, soil hardness was measured on the surface of the outcrop with a Yamanaka soil penetration tester. In addition, 100cc samples of each outcrop were taken with the sampler. The samples were analyzed by XRD, and the kind of the rock-forming minerals containing K was identified. We then compared the degree of weathering and the radioactive prospecting results by using K as an indicator. The relation between $^{40}K/^{208}Tl$ gamma rays counting rate by the radioactive prospecting and the hardness index showed a positive correlation as a result of the investigation, and the correlation coefficient ($R^2$) was 0.67.Moreover, when $^{40}K/^{208}Tl$ gamma rays counting rate emitted from the bedrock was low, the number of rock-forming mineral species containing K was also low. Thus, it was found that $^{40}K/^{208}Tl$ gamma rays counting rate measured by the radioactive prospecting could be used as an indicator of the degree of weathering.

• 자원환경지질
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• 제42권4호
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• pp.357-366
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• 2009

풍화작용은 암석의 물리적 및 화학적 특성을 변화시킬 뿐만 아니라 공학적 특성에도 영향을 미친다. 대개 풍화는 암석의 밀도 및 강도, 내부마찰각과 점착력 등을 감소시키며 이로 인해 암석으로 구성된 사면의 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 풍화등급에 따른 암반 사면의 안정성을 분석하여 풍화가 사면의 안정성에 미치는 영향을 분석해 보았다. 이를 위하여 암반사면의 안정성에 가장 주요한 영향을 미치는 불연속면 시료를 풍화등급별로 채취하여 공학적인 특성의 변화를 분석하였다. 이러한 결과를 활용하여 신선한 암반으로 구성된 사면과 풍화된 암반으로 구성된 사면의 안전율을 산정하였다. 신선한 암반의 경우 안전율이 1.25로 안전한 것으로 분석되었으며 풍화된 암반의 경우 안전율이 1.0으로 계산되었다. 그러나 이렇게 산정된 안전율은 값의 분산이 심한 불연속면 거칠기 계수(JRC)와 잔류마찰각에 따라 심하게 변동되고 있어 안전율로 사면의 안정성을 정확하게 파악하기 힘든 실정이다. 따라서 본 연구에서는 불연속면 거칠기 계수(JRC)와 잔류마찰각이 일정한 범위 내에 분포한다는 점에 착안하여 확률변수로 고려하였으며 확률론적 해석을 수행하였다. 확률론적 해석 결과 신선한 암반에서의 파괴확률은 25.6%로 계산되어 매우 불안정한 것으로 파악되었으며 풍화된 암반의 경우는 45.9%의 파괴확률이 획득되었다. 현장으로부터 획득된 자료들의 분산으로 인해 결정론적 해석기법은 사면의 안정성을 평가하는 데 부적절한 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제21권3호
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• pp.239-246
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• 2011

건설 현장에서 대규모의 풍화토 지반을 만나게 되면, 지반구조물의 설계 및 시공에 있어서 계획변경을 수반하게 된다. 풍화토는 대부분 공기중에 노출됨과 동시에 풍화가 급속하게 진행되어 토공구조물에 심각한 영향을 줄 수 있으며, 입도가 불량하고 수분에 민감하여 다짐관리가 어렵다. 이러한 풍화토는 공학적인 성질이 지역적으로 대단히 다르게 나타나는 경우가 많아서 지역적 특성을 연구하여 보고하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 강원도 간성지역에서 존재하는 화강풍화토를 발생된 현장 2곳에서 각각 23개소, 8개소 채취하여 지질학적으로 고찰한 후, XRD분석, 입도, 연경도, 다짐특성을 분석하고, 도로 토공재료로서의 평가를 위하여 CBR값과 균등계수, 200체 통과율, 2 mm 이상 골재 함유율과의 연관성을 분석하였다. 그 결과, 연구대상 지역의 화강풍화토는 2 mm이상의 골재함유량이 CBR값에 영향을 크게 주는 것으로 파악되었으며, 기준미달토등에 대하여 2 mm이상의 골재를 혼합하여 토질을 개선할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.201-206
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• 2008

석조문화재의 풍화도의 산정은 문화재의 진단 및 보존에 매우 중요한 부분으로 많은 경우 풍화암의 속도와 신선암의 속도의 차이를 이용한 경험식에 의존하고 있다. 본연구에서는 국내의 석조문화재를 구성하고 있는 대표적 지역인 익산, 거창, 원주, 괴산, 충주에서 획득한 신선한 화강암을 대상으로 실험실 및 현장측정 장비를 이용해 속도를 측정, 비교하고 이것이 풍화지수산정에 미치는 영향을 알아보고자 한다. PUNDIT을 사용하는 현장측정의 경우 휴대가 간편하나 측정속도의 불확실성이 높을 가능성이 있기 때문에 실험실에서 암삼축 시험기를 이용한 측정과 비교하였다. 이 두 자료를 비교하여 현장측정의 상대적 정확도를 비교, 분석할 수 있었고 이 차이는 암석의 풍화도 산정에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 하지만 일반적으로 풍화도 산정에 쓰이고 있는 신선암의 속도는 5000m/s를 사용하고 있으나, 5개의 지역에서 선정된 신선한 화강암의 속도는 3200에서 4400m/s까지 다양하게 나타났다. 따라서 이러한 차이를 무시하고 풍화도를 산정하는 경우 실제 신선암의 속도를 사용하는 경우에 비하여 그 풍화도가 많게는 2단계 이상 높게 평가되었으며 이는 문화재의 진단 및 보존에 매우 큰 영향을 미칠 것으로 생각된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권2호통권45호
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• pp.167-175
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• 2000

본 논문에서는 내후성강재의 고장력볼트 마찰이음부 미끄럼계수 평가를 위한 실험연구를 수행하였다. 표면 상태는 흑피 부착표면을 수동 및 전동솔질로 청소한 경우, 숏브라스트 표면, 무기징크 하도 및 웨더코트를 적용한 경우들을 고려하였다. 또한, 각 표면 상태에 대하여 500 시간 동안 볼트축력 감소율을 측정하였다. 실험결과로부터 흑피표면을 전동솔질한 경우를 제외하면 미끄럼계수는 모두 0.4보다 컸다. 볼트축력 감소율은 표면상태에 따라 달랐으며 $3{\sim}8%$ 정도로서 10% 이내의 값을 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제16권2호
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• pp.109-134
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• 2006

암반(암석)은 생성시와는 다른 온도 압력조건, 대기와 지하수 및 강우 등의 영향으로 풍화작용을 겪게된다. 풍화작용은 암석을 구성하는 조암광물의 화학적 성질을 변화시키며, 불연속면을 따른 물리, 화학적 제반특성에 영향을 준다. 암석이 풍화작용을 겪게 되면 암석(암반)의 물성이 저하되는 현상이 나타나 이로 인한 사면의 파괴, 지하수의 유출, 암종간의 차별풍화로 인한 문제가 발생하기도 한다. 따라서, 대규모 사면 절개시에는 현재의 풍화특성을 분석하여 풍화상태가 앞으로 어떻게 진행될 것인지 예측하고, 이 결과를 토대로 비탈면 보호 및 보강공법에 기준을 판단하는 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하기 위해 기존의 여러 건설사업의 설계단계에서 화학적 풍화속도와 암석의 다른 특성들을 종합하여 분석하는 화학적 풍화민감도 분석 기법이 적용되어 왔다. 그러나 기존의 화학적 풍화민감도 분석은 본래 암반이 아닌 토양의 풍화에 대해 개발된 기법이며 고려되어야 할 변수들의 수가 많고 그 관계가 복잡하며, 공학적 시간단계별로 암반사면의 풍화민감특성을 적용하는데 한계가 있다. 또한, 기존의 방법은 주로 등방성이 강한 화강암질 암석에 특성분석 기법을 적용하여 퇴적암과 같이 이방성이 강한 암반에 적용하기 어려운 문제도 있다. 풍화지형을 연구하는 지형학자들의 연구(Oguchi et al., 1994; Sunamura, 1996; Norwick and Dexter, 2002)에서 시간에 따라 진행되는 풍화에 의한 암석의 강도저하는 음지수 함수의 형태를 나타내는 것을 제안되었다. 이 관계를 공학적으로 적용하면, 풍화에 작용하는 여러 요인들의 결과를 강도저하로 표현할 수 있으며, 강도라는 암석의 물성을 설명함으로써 공학적으로 의미가 있는 결과를 도출할 수 있다. 따라서, 이 연구에서는 전술한 관계에 의해 풍화진행 시간에 따른 암석의 강도특성 변화를 고려하여 퇴적암에 특화시킨 풍화민감특성 분석을 암반사면의 풍화민감특성을 설명하고 설계에 직접적으로 적용할 수 있는 방법으로 제안한다.

• 대한지리학회지
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• 제45권3호
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• pp.342-359
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• 2010

반구대 암각화는 울산광역시 울주군 언양읍 대곡리 반구동에 위치하며, 1995년 국보 제285호로 지정되었다. 1965년 사연댐 건설 이후 연중 수개월 정도 침수되면서 수분에 의한 풍화작용으로 암각화가 훼손되는 것에 대해 많은 논쟁이 있었다. 본 연구는 반구대 암각화 기반암의 수분등치선도를 작성하여 절리나 박락(剝落) 분포와의 관계를 검토하였다. 반구대 암각화의 함수율은 전체적으로 상부에서 하부로 갈수록 높았다. 이것은 침수된 기간의 길이와 관계된 것이다. 그리고 절리 밀도가 높은 암각화의 상부도 함수율이 높았다. 암석 내 흡수율이 증가하면 투수계수와 공극률이 증가하므로 함수율은 증가한다. 침수로 인해 암석 내에 공극들이 주기적으로 물로 포화되는 반구대 암각화는 수분에 의한 풍화로 훼손이 매우 심각한 상태이다.

• 지질공학
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• 제19권3호
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• pp.331-344
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• 2009

1990년 이후 우리나라의 자연사면에서 발생한 10개 대규모 산사태지역의 강우조건, 지질특성 및 기하형상에 대한 기존 자료를 재조명하였다. 이들 중 화강암 지역이 5곳, 화강암과 변성암류가 같이 분포하는 지역이 4곳이며, 나머지 1곳은 반려암이 분포한다. 총 3,435개의 산사태 중 1,992개는 화강암 분포지에서, 824개는 변성암 지역에서, 15개는 반려암에서, 그리고 나머지 604개의 산사태는 2개 지역에 부분적으로 분포하는 화산암, 퇴적암 등에서 발생하였다. 연구지역의 산사태는 강우기간 보다는 강우강도에 의하여 좌우되었다. 산사태지역의 강우자료를 Caine과 Olivier의 경험식에 적용하면 모두 Caine의 기준치(threshold)와 Olivier의 산사태반응지수(coefficient of final response)를 초과하여, 모든 지역의 강우조건이 산사태 발생조건을 충족하고 있다. 산사태의 형태와 발생 메카니즘은 기반암의 풍화특성에 따라 차이를 보이고 있다. 화강암 지역은 노두가 거의 없고 풍화심도가 고르게 분포하여 소규모의 슬라이드가 우세하다. 반면 변성암 지역은 지형이 다소 험준하고 노두가 능선과 산록에 발달하여 풍화노두가 토층과 함께 파괴, 유동하는 비교적 큰 규모의 토석류가 우세하다.

• 보존과학회지
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• 제31권4호
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• pp.477-488
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• 2015

본 연구에서는 석조문화재에 대한 금속보강재의 최소 개입을 통해 원형부재의 이차 훼손을 줄이고, 동시에 최대의 구조보강 효과를 얻을 수 있도록 제안된 실험을 통해 처리기술의 객관적 기준을 다음과 같이 설정하였다. 첫째, 금속보강재의 설계 기준은 석조문화재의 풍화도에 따라 보강재비의 산정이 이루어져한다. 둘째, 석조문화재의 원형이 부분적으로 훼손되어 형태나 구조적으로 보강이 필요할 때 보형처리(구부재 + 신석재 접합)는 풍화등급이 높은 부재를 기준으로 금속보강재 비율을 계획해야 한다. 본 연구를 바탕으로 석조문화재의 구조적인 안정을 꾀할 수 있는 조건을 고려한 금속보강재 비율을 풍화영역별로 제시하면, 접합단면 대비 $800kgf/cm^2$ 이하는 0.13~0.23, $800kgf/cm^2$ 이상 $1200kgf/cm^2$ 이하는 0.24~0.28, $1200kgf/cm^2$ 이상은 0.29~0.5의 금속보강재비를 권장할 수 있다. 특히 더욱 세분화된 풍화등급에 따른 금속보강재의 적용 여부는 석조물의 파괴계수와 금속보강재의 물성을 고려하여야 할 것으로 사료된다.

• 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.