• 보존과학회지
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• 제8권1호
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• pp.40-50
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• 1999

백제시대의 대표적 문화유적인 무령왕릉의 보존대책을 제시하기 위한 벽체 거동 관측, 지하 수관측, 비파괴 물리탐사 등의 지반공학적 연구를 실시하였다. 무령왕릉의 구조거동은 전체적으로 전실쪽인 남쪽방향으로 일어나며 동측 벽 및 서측 벽은 바깥쪽으로 미약한 거동을 보여 구조안전에 무제가 있는 것으로 판단된다. 왕릉의 구조거동은 우기에는 그 변위가 건기의 약 2배에 달하는 것으로 판단되어 지반이 침투수에 노출되는 우기에는 고분의 구조안전에 심각한 문제가 있는 것으로 판단되며, 또한 무령왕릉의 벽체 거동의 현저한 반응은 왕릉내부의 온도변화와 강수에 기인되는 것으로 판단된다. 그러므로 왕릉 부지내로의 침투수를 방지하여야 하며 또한 고분내부를 항온 상태를 유지할 필요가 있다 주된 강우의 침투경로는 왕릉상부의 누수방지용 강회다짐의 균열현상 때문으로 확인되므로 효과적인 누수 방지층의 보강이 시급한 것으로 판단된다. 무령왕릉 상부의 누수방지층에서 발견되는 다수의 균열은 주로 북서쪽과 남동쪽에 집중되어 일정방향의 장력의 존재를 지시하며 이는 무령왕릉의 벽체거동 방향과 일치하고 있다. 이러한 사실은 구조 변형에 대한 대책이 없는 한, 새로운 시공을 하여도 균열이 재발될 것을 예측케한다. 무령왕릉의 보존을 위한 보수대책은 남쪽 방향으로의 벽체 거동을 저지하는 구조안전대책과 누수방지대책이 가장 중요하다. 그러므로, 무령왕릉의 관람용 전실을 원래대로 복구하여 구조변형 요인을 제거한 후 누수방지층의 보강공사가 필요하다.

• 분석과학
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• 제20권6호
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• pp.508-515
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• 2007

감마선량율에 대한 정보를 얻을 수 없는 백제 무령왕릉 출토 전(塼)과 송산리 고분 출토 전, 부여 정동리 가마유구 출토 전에 대한 절대연대를 산출하였다. 연대측정은 전 시료로부터 석영을 추출하여 열 냉광(thermoluminescence)을 미립자법(fine grain technique)에 적용하여 얻은 결과와 광 자극 냉광(optically stimulated luminescence)을 조립자법(quartz inclusion technique)에 적용하여 얻은 결과를 감쇄기법(subtraction method)에 대입하여 수행하였다. 연대측정 결과 각 시료의 연대 오차는 모두 6 % 표준편차 이내로 매우 안정적이었으며, 산출된 연대측정치는 서로 오차범위 내에서 일치하였다. 최종적으로 이 연구를 통하여 결정된 백제 무령왕릉 관련 전의 연대는 AD $530{\pm}50yrs$ ($1{\sigma}$ SD)이었다.

• 지질공학
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• 제7권3호
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• pp.191-205
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• 1997

백제 시대의 대표적인 문화재들이 다수 출토된 무령왕릉을 포함한 송산리 고분군에 대한 고분벽체의 거동을 장기적으로 계측하여 분석하였다. 본 연구는 송산리 고분군의 안정성을 판단하여 보존대착을 수립하기위한 목적으로 이루어졌으며, 각 고분의 중요지점에 총 11개의 2축 경사변화측정센서를 설치하고 매 20분마다 자동계측하여 약 15개월 동안 (1996년 7월 14일~1997년 9월 30일) 관측을 실시하였다. 무령왕릉의 벽체거동은 연도입구의 호벽이 최대거동을 보여 직각변위(N-S Tilt) 성분이 2.3mm/m/yr로 남쪽방향인 전실쪽으로 거동하고 있는 것으로 밝혀졌다. 무령왕릉 현실 서측벽의 남쪽 등 상감 상부의 벽돌이 1971년 발굴 이후 남쪽으로 기울어진 병형을 보이며 고분구조가 남쪽 방향으로 거동함을 증명하고 있다. 현실 동측벽의 거동 또한 1.523mm/m/yr로 현실 내부로의 거동이 심한편이다. 더구나 우기에는 그 변위가 약 2배에 달하는 것으로 판단되어 고분군 주위의 지반이 침투수에 노출되는 우기에는 고분의 구조안전에 심각한 문제가 있는 것으로 판단된다. 5호분은 전체적으로 벽체의 전후방향 거동이 벽체의 전단방향 변위보다 크게 나타난다. 또한 틸트의 급격한 불연속은 없고 일정한 방향으로 계속적인 미약한 변동을 보이고 있다. 6호분 역시 건기의 최대 거동 수치가 8.8mm/m/yr로써 다른 고분의 우기시의 거동수치를 훨씬 초과한다. 고분벽체의 대.소의 변형 사건은 강수 및 온도변화와 밀접한 관련성이 있는 것으로 밝혀졌다. 온도변화에 의한 벽체거동의 영향은 고분내의 온도가 급격히 상승할 때는 온도가 일정하게 유지될 때보다 거동 비율이 훨씬 크다. 상승했던 온도가 다시 하강되면 벽체는 온도가 상승하기 전의 상태로는 돌아가지 않고 잔여변형을 발생시켜 영구변형으로 남게 되는 이력현상을 보이고 있다. 또한, 무령왕릉 주변의 지하수위 관측 결과 현재 고분축조부지의 배수체계가 원지반보다 불량함을 의미하여, 불량한 배수체계는 고분의 구조안전에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 이와같이 고분군에 발생한 모든 변위들은 발굴 후 인위적인 환경변화와 지속적인 강우침투의 영향과 배수불랴으로 인한 주변지반 및 내벽의 물성치의 저하로 인하여 고분의 내벽에 상당량의 변위가 발생한 것으로 판단된다. 무령왕릉 벽체거동 특성 분석 결과 무엇보다 강우침투 및 지아수유입을 막는 차수대책이 시급하며, 고분내에 있는 제습기에 의한 상승효과흐 제거하여야 할 것으로 판단된다.

• 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.

• 지질공학
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• 제9권1호
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• pp.1-15
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• 1999

여름철 집중강우시 발생하는 공주 송산리고분군의 누수 원인을 분석하기 위하여 인공함양시험을 실시하였다. 함양시험을 모사하는 2차원 불포화 지하수 유동 모델을 개발하고, 시험 중 측정한 관측정 수위와 함양량의 변화를 이용하여 모델변수의 보정을 수행하였으며 보정된 모델변수에 의하여 함양시험 모사를 실시하였다. 함양시험 및 모사 결과 고분군 누수현상의 주된 원인은 고분군 상부의 누수방지층에 발생한 균열을 통한 지하수의 직접적인 유입에 의한 것으로 분석되었다. 장기간 강우가 지속될 경우 고분군 북측의 원지반으로부터 불포화대를 통한 지하수의 유입 가능성이 존재하나 고분군 북측 벽체에 10% 내외의 유효포화도 증가만을 일으킬 것으로 정류상태 모사를 통하여 분석되었다. 따라서 고분군 누수 방지를 위한 대책으로는 트렌치에 의한 유도배수시설보다는 효과적인 누수방지층의 보강이 더 시급한 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제6권1호
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• pp.61-70
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• 1997

자력, 자연전위, 비저항 측정을 포함하는 지구물리탐사를 송산리고분군 지역에 적용한 결과 지하구조물의 위치, 고분축조 지반 및 원지반의 차이점 등에 대한 정보를 비교적 정확하게 얻을 수 있었다. 비저항의 분포로 확인된 기존 지반의 지역에서는 자연전위 값도 매우 낮다. 기존 지반의 경우 03 mv/m의 매우 낮은 전위차와 1000 1500 ohm-m의 상대적으로 높은 비저항치를 보이는 반면, 고분축조지역의 지반은 $-20\~30mV/m$의 큰 자연전위값과 200 ohm-m이내의 낮은 비저항을 보여 매우 대조적이다. 전기비저항 및 자연전위분포로 볼 때 백제시대 당시 고분축조를 위하여 절개했던 부분이 남북방향으로 약 35 m정도이었음을 알 수 있다. 원래의 지반과 고분축조를 위해 굴착한 부분의 지반의 매질이 확연히 다르다는 것은 고분축조가 동굴을 파서 그 내부에 축조했다기 보다는 전체 축조부지를 절개하여 평탄화한 후 모형을 만들어 축조한 후 그 후에 다시 파낸 암석부스러기 및 흙을 채워 원래 지형을 복원하였을 것으로 해석된다. 그 후 모형을 내부로부터 제거하여 고분을 축조하였을 것으로 사료된다.

• 보존과학회지
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• 제23권
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• pp.73-80
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• 2008

이 연구에서는 고고학 유물의 진위여부를 판단하기 위하여 미세시료채취법을 적용하여 시료를 채취한 후 화학적으로 분리된 세립 석영 입자의 고고선량을 산출하였다. 진위판별 연구에 앞서 미세시료채취법의 타당성은 백제무령왕릉 출토 전(塼)에서 산출된 고고선량 값들로부터 입증되었다. 이를 바탕으로 고구려 시대에 제작되었다고 주장되는 4점의 고고학 유물에 미세시료채취법을 적용하여 극소량의 시료를 채취한 후 단일입자재현법으로 고고선량을 산출하였다. 모든 유물에 대하여 고고선량 값은 0.2Gy 이하로 매우 낮았으며 단일시료재현법으로 산출된 값과 비교한 결과 매우 신뢰도가 높음을 알 수 있었다. 그러므로 유물의 고고학적 상황과 국내에서 고고선량은 평균적으로 1,000년 당 약 3.5Gy 내외의 값을 가진다는 점으로 미루어 판단하건데, 이 유물들은 고구려 시대에 제작된 유물이 아닐 가능성이 매우 높았다.