• Earthquakes and Structures
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• 제21권5호
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• pp.531-549
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• 2021

Analytical models were developed and seismic behaviors were analyzed for a three-story stone pagoda at the Cheollyongsa temple site, which was damaged by the Gyeongju earthquake of 2016. Both finite and discrete element modeling were used and the analysis results were compared to the actual earthquake damage. Vulnerable parts of stone pagoda structure were identified and their seismic behaviors via sliding, rocking, and risk analyses were verified. In finite and discrete element analyses, the 3F main body stone was displaced uniaxially by 60 and 80 mm, respectively, similar to the actual displacement of 90 mm resulting from the earthquake. Considering various input conditions such as uniaxial excitation and soil-structure interaction, as well as seismic components and the distance from the epicenter, both models yielded reasonable and applicable results. The Gyeongju earthquake exhibited extreme short-period characteristics; thus, short-period structures such as stone pagodas were seriously damaged. In addition, we found that sliding occurred in the upper parts because the vertical load was low, but rocking predominated in the lower parts because most structural members were slender. The third-floor main body and roof stones were particularly vulnerable because some damage occurred when the sliding and rocking limits were exceeded. Risk analysis revealed that the probability of collapse was minimal at 0.1 g, but exceeded 80% at above 0.3 g. The collapse risks at an earthquake peak ground acceleration of 0.154 g at the immediate occupancy, life safety, and collapse prevention levels were 90%, 52%, and 6% respectively. When the actual damage was compared with the risk analysis, the stone pagoda retained earthquake-resistant performance at the life safety level.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권9호
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• pp.27-34
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• 2023

본 논문은 인공지능(AI)을 이용하여 통일신라 석탑인 '경주 불국사 삼층석탑'의 복원을 위해 3D 모델링 과정을 연구했다. 기존의 3D 모델링 방식은 수많은 Verts와 Face를 생성하므로, 이로 인해 AI 학습에 상당한 시간이 소요한다. 이에 따라, Verts와 Face의 수를 낮추어 더 효율적인 3D 모델링을 수행하는 방식이 필요하다. 이를 위해, 본 연구에서는 석탑의 구조를 정점 및 면의 수로 분석하고, AI 학습에 최적화된 면수를을 최소화 하도록 모델링 방법을 연구했다. 더불어, 우리나라의 석탑 복원을 위한 인공지능학습에 최적화된 모델링 방법론을 제안하고, 인공지능 학습에 필요한 DataSet 을 확보하는 데 의미가 있다.

• 박물관보존과학
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• 제27권
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• pp.103-124
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• 2022

부여 장하리 삼층석탑의 연구는 석탑 부재에 대한 물성 평가를 수행하여 석탑의 현재 상태를 객관적으로 파악하고 석조문화재의 훼손에 적합한 보존처리 방안을 수행하기 위해 실시하였다. 평균 전암대자율 값은 3.71(10^-3 SI unit)로 나타났고, 석탑 부재는 최소 4종류의 화강암으로 분류되며, 동일한 기원을 가지지 않은 것으로 판단된다. 초음파 속도는 평균 1,519m/s로 풍화 지수를 환산한 결과 평균 4등급으로 나타났고, 열화상 측정을 통해 시멘트 부재와 원 부재의 열적 구배를 확인하였으며, 부분적으로 원암과 비슷한 신석으로 교체되어야 할 것으로 사료된다. 과학적 조사를 바탕으로 풍화 훼손 지도를 작성하고, 선행연구를 통해 적합한 보존처리 방안을 수립하였다. 생물피해와 변색이 심하여 증류수와 브러쉬를 이용한 습식세척을 실시하여 표면의 오염물을 제거하였으며, 박리가 되는 부분을 에폭시 수지와 동질의 석분을 현장에서 제작하여 혼합한 후 보강하였다.

• 보존과학회지
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• 제19권
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• pp.5-18
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• 2006

익산 미륵사지 석탑은 백제 무왕대에 창건되어 몇 차례 수리 및 개축작업을 하면서 현 상태를 유지해 왔으나 최근에 구조적인 불균형이 심화되어 탑의 원형에 따른 보존과학적 수복을 위해 해체중이다. 이 탑의 원형은 평면방형탑으로 9층으로 추정되나 최근까지 일부 6층까지만 남아 있었다. 붕괴되어 망실된 부분은 1915년 일본인들이 콘크리트를 이용하여 불안전 탑의 형태를 고정시켜 놓았다. 현재 암석의 표면에는 침전물질이 피각되어 백화현상을 유발하였고 이로 인해 원암의 조직과 색상이 훼손되어 있다. 따라서 표면에 피각된 이차적 무기 오염물질의 종류와 산출상태 및 오염종을 정량 분석하였다. 또한 용해실험을 통해 가용성 오염종을 규명하고 이에 대한 오염물질을 세정하는데 필요한 조건을 제시하였다. 이 결과는 석조문화재 표면의 무기오염종을 정량적으로 규명할 수 있는 자료를 제공할 것이며, 백화현상을 제어 할 수 있는 표면 세정제의 보존과학적 적용에 기여할 것이다.

• 보존과학회지
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• 제32권3호
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• pp.365-375
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• 2016

이 논문에서는 원각사지 십층석탑 표면에 발생한 오염물의 형성과정을 연구하였다. 연구결과, 흑색오염물은 석탑의 화학적인 풍화로 인해 석고가 일차적으로 형성되고 공기 중의 탄소화합물이 석탑표면에 고착되면서 생성된 흑연에 의해 발생한 것으로 판단되며, 발생시기는 1933년 이전으로 확인되었다. 백색오염물은 보호각 상부 마감재의 노후화 및 구조물의 훼손으로 발생한 방해석이 석탑표면에 재결정화 되면서 형성되었으며, 발생시기는 보호각이 설치된 1998년에서 2013년 사이에 발생한 것으로 판단된다. 원각사지 십층석탑의 장기적인 보존을 위해서는 보호각 상부에 형성된 오염물의 제거, 구조물의 방청처리 및 지속적인 모니터링이 요구된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권4호
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• pp.250-273
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• 2020

경상북도 영양의 <화천리 삼층석탑>(보물 제609호)과 <현리 삼층석탑>(보물 제610호)은 통일신라 석탑의 전형 양식을 계승한 석탑이다. 두 탑은 이중의 기단 위에 3층 탑신을 올린 양식이나 기단부 결구(結構) 방식 등을 고려하면 늦어도 9세기 중·후반 무렵에는 조성된 것으로 보인다. 이것은 석탑의 탑신부와 기단부의 탑부조상으로도 확인된다. 사천왕상과 십이지상 부조는 8세기 후반의 <원원사지 삼층석탑>에서 처음으로 조합되어 나타났고, 팔부중상도 9세기 들어 본격적으로 유행한 탑부조 신중상이다. 그런데 영양석탑 두 기는 사천왕상(탑신)-팔부중상(상층기단)-십이지상(하층기단)이 조합되는 특징적인 장엄을 갖추었고, 또한 석탑에 사용된 석재도 일반적인 화강암이 아닌 영양 지역 지질층의 대부분을 구성하고 있는 사암 계통의 퇴적암이다. 이렇게 세 종류 도상의 신조합과 팔부중상이 좌상에서 입상으로 변화한 점 등은 지역 자생적인 재료로 석탑을 구축한 사실과 함께 영양의 불교 신앙과 문화적 위상을 드높이려는 의도로 읽힌다. 영양석탑의 팔부중상은 기존 팔부중 석탑의 두 가지 배치 형식을 따르지 않고 일부 도상을 새로운 방위로 재배치하였다. 동면에는 아수라-건달바, 남면에는 용-마후라가, 서면은 천-가루라, 북면에 긴나라-야차로 구성된 이 형식은 영양 지역만의 독특한 '팔부중 제3형식 배치'로 분류할 수 있다. 이와 같은 팔부중상 배치 형태와 자세의 변화는 탑부조상에 대한 새로운 인식이 반영된 결과이다. 건달바상과 야차상이 각각 동면과 북면에 조각된 것은 이들이 지국천왕(동)과 다문천왕(북)의 권속이기 때문이며, 용상과 마후라가상이 남면에 조각된 것은 반변천 북변이라는 두 탑이 처한 지리적 위치에 영향을 받은 것으로 추정하였다. 통일신라 전형 양식 석탑의 '구조'와 새로운 형식의 탑부조상 '장엄'을 함께 갖춘 <현리 삼층석탑>과 <화천리 삼층석탑>은 전통을 충실히 계승하는 한편 지역적 특성도 뚜렷한 9세기의 중요한 방계(傍系) 석탑으로 평가된다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.175-178
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• 2005

• 보존과학회지
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• 제18권
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• pp.19-32
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• 2006

경주 분황사석탑은 암석을 벽돌 모양으로 다듬어 쌓아올린 모전석탑으로서, 모전석을 이루는 암석은 주로 안산암질암이다. 전석은 부분적으로 모서리 마모와 균열이 발생되어 있으며 다중박리와 박락, 양파껍질과 같은 분해, 구열상 균열 및 암편상 탈락이 진행 중이다. 화강암질암으로 구성된 기단부와 동서남북 방향의 감실 및 인왕상은 지의류와 이끼류에 의한 피복오염이 심하며 부분적으로 암흑색 및 황갈색 이차 수화물에 의한 무기오염물도 관찰된다. 또한 강수의 침입에 의한 상대적 수분 유지시간이 긴 감실이나 북쪽 탑신 부분은 매우 습한 상태이다. 이런 부분에서는 방해석, 석고, 점토광물 등과 같은 수화성 이차광물과 염화물의 결정화에 의해 박리와 박락이 촉진되고 있다. 삼층 옥개석의 경우 탑의 전반적인 불균형으로 인해 부재의 균열 및 이탈이 발생되어 있어 전석의 교체와 보강이 필요하다. 동남쪽 사자상과 동북쪽 사자상은 알칼리 화강암이며 . 서남쪽 및 서북쪽 사자상은 암편질 응회암이다. 이 석탑의 총표면부재수는 9,708개이며 균열된 부재는 11.0%, 암편 탈락부재는 6.7%이며 이차적 오염물질이 피복된 부재는 전체의 7.0%에 달한다. 이 석탑은 환경변화와 물리적, 화학적 및 생물학적 요인의 표면풍화에 의해 석재 자체의 기능이 저하되어 있으므로 장기적인 모니터링과 함께 종합적인 보존방안을 연구해야할 것이다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제42권2호
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• pp.86-109
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• 2009

미륵사는 백제 무왕(재위 600~641)이 창건한 사찰로 이와 관련한 창건 기록이 "삼국유사(三國遺事)" 기이(紀異) 제이(第二) 무왕조(武王條)에 언급되어 있다. 서원의 미륵사지서탑은 해체 전 6층까지의 일부가 남아있었으며 미륵사지 내의 유일한 현존 건축물로서 최근 사리장엄 발견으로 639년이라는 건립연대가 밝혀졌다. 또한 백제 사찰의 발굴조사 자료가 축적되고 동아시아의 학술적 교류가 활발해지면서 미륵사지서탑의 조영을 당시 불탑 건축의 발전 과정과 연관시켜 해석할 수 있는 가능성이 한층 높아졌다. 따라서 본 연구에서는 미륵사지서탑의 축조에 적용된 구조원리와 1층 평면의 형성을 중심으로 6~7세기 불탑 건축의 발전과정에 있어서 대형의 불탑건축이 어떻게 이루어졌는지에 관한 기초적 연구를 시도하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 미륵사지서탑은 내부와 외부가 독립적인 개념으로 축조되었는데 이는 당시의 고층 불탑건축에서 나타나는 구조원리의 표현으로 보여진다. 영녕사 목탑지에서 확인된 탑실심체와 같이 내부의 구조체를 형성하는 개념과 유사하게 내부 적심을 형성하고 외부 부재를 부가하는 방식으로 축조된 것이라 판단된다. 둘째, 미륵사지서탑에서는 상부의 적심부와 동시에 심주석이 동시에 존재하는 혼합 구조를 표현하고 있는데 이는 중국의 영녕사 목탑과 같은 실심체의 구조보다 발전된 것으로 조팽성 불사의 심초석과 항토 실심체의 구조와 유사한 것으로 판단된다. 이러한 혼합 구조는 황룡사 목탑이나 일본의 목탑과 같이 내외진을 전부 목구조로 형성하고 심주가 독립적으로 지지되는 구조 방식보다 선행되는 것으로 볼 수 있다. 셋째, 미륵사지서탑의 경우 1층에 십자형의 공간이 형성된 것은 심주석에 위치한 사리 봉안에 의한 것일 가능성이 높다. 이는 심주석을 중심으로 하는 4방향의 구심적 공간이며 사리의 본질적 의미에 기인하여 백제 6~7세기의 횡혈식 석실분과 유사한 방식으로 축조되었다. 횡혈식 석실분의 축조기법은 사리가 봉안되어 있는 상징적 공간을 효과적으로 표현하기 위한 방법인 동시에 석재를 사용하여 축조된 서탑에 있어서 재료적 동일성으로 인하여 수용이 더욱 용이하였던 것으로 추정된다.

• 보존과학연구
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• 통권33호
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• pp.57-67
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• 2012

의성 탑리리 오층석탑은 박리박락, 입상분해, 표면변색 등 물리적 및 화학적 훼손이 발생하여 석탑의 표면이 심하게 훼손되어 있으며, 특히 주요 훼손영역에서는 염에 의한 백화현상이 발생하고 있다. 석탑에서 발생한 염의 SEM-EDS 분석 및 X-선 회절분석 결과, 대표적인 염은 석고로 나타났으며, 일부 영역에서 타라나카이트도 확인되었다. 석탑과 동일한 암석을 선택하여 염풍화 실험을 실시한 결과, 암석의 표면은 염 결정 성장과 함께 염에 의한 백화현상이 발생하였으며 내부는 미세균열 및 공극을 따라 염 수용액이 이동하고 결정화되면서 풍화(박리박락, 입상분해)되는 것으로 나타났다.