중원 미륵리사지 입상석불 보호석실을 이루고 있는 암석은 주로 석영, 퍼어사이트, 사장석 및 흑운모로 이루어져 있는 백악기의 화강암이다. 이들 암석에는 매우 많은 균열들이 발달되어 있는데 이들은 성인적으로 볼 때 양파껍질구조를 따라 진행된 박리작용, 1차적인 그리고 압력에 의한 것으로 구분할 수 있다. 압력에 의한 것들은 보호석실의 구조적 불균형에 의한 힘의 편중에 의해 생성된 것으로 생각되며 박리작용에 의한 것에 중첩되어 발달하는 것이 보통이다. 구조적 불균형은 심한 풍화에 따른 암석의 물성의 변화, 보호석실의 부분적인 하중의 차이에 따른 토양의 차등침하, 서측면 아래의 토양기반의 서쪽으로의 포행과 이에 수반된 토양기반의 지지율의 부분적인 차이, 그리고 서측면 아래의 토양기반의 서쪽으로의 포행과 이에 수반된 토양기반의 지지율의 부분적인 차이, 그리고 서측면 석축의 토양 속으로의 부분적인 침하 등에 기인하는 것으로 생각된다. 보호 석실의 보전을 위해서는 이러한 구조적 불균형을 야기시킨 토양기반을 안정시키는 방법과 균열들을 처리하는 방안이 우선적으로 강구되어야 할 것으로 생각된다.
시트카스프루스 50×133×10 mm3 시편을 340 mm 제논광과 주기적 강우장치를 갖춘 장치 내에서 촉진열화 시켰다. 시편은 자외선만 조사하거나 자외선을 조사하면서 동시에 강우를 병행하였으며 처리시간도 10시간과 20시간으로 구분하였다. 촉진열화 처리재의 물리적 성질을 색도, 흡습성 그리고 초음파 전달속도를 측정하여 조사하였다. 자외선 조사시간이 길수록 표면 명도가 낮아졌다. 강우처리는 표면 명도의 감소를 촉진하였으며 흡습성을 증가시켰다. 자외선과 강우 병행 처리재 중에 10시간 처리재의 흡습성이 20시간 처리재보다 높았는데 이는 20시간 처리재의 표면이 과도하게 열화된 때문일 가능성이 있다. 촉진열화 처리재의 초음파 전달속도는 무처리재보다 높았는데 이는 촉진열화에 의해 목재의 탄성계수가 높아졌거나 밀도가 감소했다고 할 수 있다.
이 연구에서는 전남 화순군에 위치한 운주사의 석조문화재를 중심으로 암석의 풍화대 형성과 풍화의 진행에 따른 암석학적 특성과 지화학적 특성을 종합 검토하였다. 이 결과를 중심으로 석조물을 이루는 암석의 기계적, 화학적, 광물학적 및 물리적 풍화에 영향을 미치는 풍화요소를 규명하였고, 이들을 정량화하여 석조문화재의 보존방안 강구를 위한 기초자료로 활용하고자 한다. 이 연구를 위하여 야외 정밀조사 및 총 18개의 시료(화산력 응회암 7점, 화산회 응회암 4점, 화강암류 4점, 화강편마암 3점)에 대한 전암분석과 암석의 특성 및 광물감정을 실시하였다. 또한 각각의 석조물에 대한 훼손현황을 반정량적으로 기재하였다. 운주사 일대의 지질을 이루는 암석은 화산력 응회암이며 대체로 N30-40W의 주향과 10~20NE의 경사를 갖고 있다. 이 화산력 응회암은 운주사를 중심으로 매우 넓게 분포하고 있으며 운주사 경내에 분포하는 석조물은 모두 화산력 응회암으로 조형되어 있다. 현재 운주 사 경내의 석조물들은 대부분 심한 균열의 발달과 함께 구조적 불균형을 이루고 있으며, 생물학적 오염 및 암석의 풍화가 상당히 진행되어 각력이 탈락하고 광물의 입상분해가 발생하는 등 풍화와 훼손양상이 아주 심각하다. 또한 석조물 곳곳의 철편과 시멘트 몰탈은 산화되어 적갈색의 침전물과 회백색의 침전물을 형성하고 있다. 이들 석조물에 대해 육안 훼손정도를 기재한 결과 대부분의 석조물들이 MD(moderate damage)에서 SD(severe damage) 등급의 훼손정도를 보이고 있다. 각 암석의 X선 회절분석 결과, 대부분의 시료들은 석영, 정장석, 사장석, 방해석 및 자철석 등의 광물로 구성되어 있다. 현미경하에서는 석영과 장석류가 심하게 변질되었으며, 타형의 결정형을 보이는 흑운모는 풍화되어 이차 풍화광물인 녹니석으로 변질되어 있다. 또한 응회암 곳곳의 열극대에 적갈색의 철분 침전물이 관찰되는 것으로 보아 암석의 내부까지 풍화가 진행되고 있음을 알 수 있다. 연구지역의 석조물을 이루는 응회암류는 Subalkaline, Peraluminous의 영역에 도시되며, 시료의 $SiO_2$(wt.%) 범위는 화산력 응회암이 70.08~73.69, 화산회 응회암은 70.26~78.42 의 범위를 보이고 있다. 또한 주성분원소에 대한 화학적풍화지수(CIA)와 풍화잠재지수(WPI) 계산치에서 CIA의 범위는 화산력 응회암은 55.05~60.75, 화산회 응회암은 52.10~58.70, 화강암은 49.49~51.06 화강편마암은 53.25~67.14의 범위를 보이며 이들은 편마암류와 응회암류에서 큰 값을 갖는다. WPI는 응회암류와 편마암류의 시료에서 0선 이하에 있거나 0선에 근접되어 도시되는 것으로 보아 상위 CIA에서와 같이, 이들 응회암류와 편마암류가 화학적인 풍화 작용을 쉽게 받고 있음을 시사한다. 암석의 분말시료와 석조물의 피복시료를 채취하여 전자현미경(SEM)으로 관찰한 결과 암석의 이차적인 풍화산물인 스멕타이트, 불석군의 점토광물이 관찰된다. 그리고 암석의 생물학적 풍화 요소인 하등식물의 균사류 및 지의류의 모근과 포자가 함께 관찰된다. 이는 암석의 내부까지 생물체가 압력을 가하고 있어 석조물의 기계적 풍화작용을 가중시키고 있으며, 이와 함께 석조물 내에 점토광물화가 상당히 진행된 것으로 판단된다. 암석의 풍화가 상당히 진행되어 비, 바람, 수목, 지반 등 자연환경 의해 훼손이 가속화 되고 있는 상태이다. 이에 대한 방안으로 1차 수목 제거 등 주변 환경정비와 배수로 설치 등 물 침투 방지에 대한 지반환경 조성이 필요하고, 2차 지의류 제거 등 생물학적 처리와 합성수지를 사용한 균열부분 접착복원과 암석 재질을 강하게 하는 경화 및 발수처리를 실시한다. 그리고 풍화의 원인인 바람, 햇빛, 비 등을 차단시킬 수 있고 주변경관과 어울리는 보호시설을 건립하여 보존하는 것이 좋을 것으로 판단된다.
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.
Fill Type Dam에 있어서 일반적으로 축조재료는 경제성을 감안하여 Dam Site 부근에서 구해야하므로 Core 용재료로서는 차수성의 문제만 해결된다면 마시토도 사용가능할 것이라는 전제하에 본문에서는 마사토를 단독 또는 혼합재료로서 각종시험을 실시하여 사용가능성 여부를 검토하고 기사용범위를 정함으로써 앞으로의 사용자들에게 편의를 제공코저 한다.
Kim, Hye-jin;Choi, Junghae;Chae, Byung-gon;Kim, Gyo-won
지질공학
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제25권2호
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pp.165-178
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2015
Physical and chemical weathering degrades rock, affecting its structural properties and thus the stability of stone buildings or other structures. Confocal laser scan microscopy (CLSM) is used here to observe temporal changes in the surface roughness of rock samples under simulated accelerated weathering. Samples were pressurized to 50, 55, or 70 MPa using a pressure frame, and subjected to freeze/thaw cycling controlled by a thermostat. The temperature was cycled from -20℃ to 40℃ and back. After each 20 cycles, CLSM was used to assess the change in surface roughness, and roughness factors were calculated to quantify the progression of the surface condition over time. Variations in cross-section line-roughness parameters and surface-roughness parameters were analyzed for specific parts of the sample surfaces at 5× and 50× magnification. The result reveals that the highest and lowest values of the roughness factors are changed according to elapsed time. Freezing/thawing at high pressure caused larger changes in the roughness factor than at low pressure.
The research was performed to investigate the weathering characteristics of fruit growth paper bags. The bags were used to cover fruits such as grapes and pears. And then they were collected after 30 and 60 days exposure at the orchard. The physical and optical properties of the bags tended to decrease with the exposure times. The larger change on the properties were found on the papers exposed for 30 days. The cover paper for pear showed the largest density changes. The air permeability were decreased with the exposure time in all bags. The cover paper for pear showed the very low values of air permeability. The mechanical properties of the fruit bags showed to be gradually decreased with the length of exposure time. The tear index showed the largest differences. The cover paper for pear showed the rapid decrease on the mechanical properties after 60 days of the exposure. The inner paper, however, showed the strength enough to cover the fruits. The precipitation showed more effect on the degradation of fruit growth paper bags than the light hours.
본 연구는 토양 보전을 위한 표토 특성 분석 및 심토의 표토촉진화가 목적으로써 지질별 표토와 심토의 물리화학적 특성을 비교하고 정량적 차이를 분석하였다. 토양 시료는 암종별로 총 102개 지역에서 204개 시료를 채취하였으며 입도분석, 함수율, 단위중량, X-선 형광분석, X-선 회절분석에 대한 실험을 수행하고 표토와 심토에 대해 분석하였다. 분석결과 표토와 심토의 물리적 특성 차이가 확인되었으며 표토의 풍화변질지수가 심토보다 높게 나타났다. 이는 표토가 심토보다 풍화에 직접적인 영향을 더 많이 받기 때문에 점토광물의 함량이 높게 나타나는 것으로 판단되며 특히 버미큘라이트의 경우 풍화에서 발생하는 최종산물이므로 표토에서 특히 많이 나타난다.
Dinesh Raj Sharma;Naresh Kazi Tamrakar;Upendra Baral
지질공학
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제34권1호
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pp.67-105
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2024
This study compares the quartzites of four quartzite units: The Fagfog Quartzite, Dunga Quartzite (member of the Robang Formation), Pandrang Quartzite (member of the Kalitar Formation) and the Chisapani Quartzite. The analysis shows variations in flakiness and elongation, as the Fagfog Quartzite displays low flakiness whereas the Pandrang and the Chisapani have moderate and the Dunga Quartzite has shown variations. The density values of the four quartzite units remain consistent, indicating uniform physical properties and porosity levels. However, bulk density values differ among the quartzites, suggesting variations in particle arrangement, porosity, and density. Regarding strength measures, the Pandrang and the Chisapani Quartzite have higher strength characteristics as compared to the Fagfog and the Dunga Quartzites. The Pandrang Quartzite has the highest average point load strength index, classifying it as "Extremely Strong". The resistance to impact and crushing forces varies among the quartzites, with lower Aggregate Impact Value (AIV) and Aggregate Crushing Value (ACV) indicating higher strength and durability. Durability tests show that the Fagfog Quartzite has high durability against slaking, with a slight decrease observed after the fifth cycle. The Dunga Quartzite shows varying degrees of weathering, while the Pandrang and the Chisapani Quartzite have minimal weight changes, indicating strong resistance to weathering. Magnesium sulfate soundness tests indicate high durability and resistance to degradation for all four units. The Los Angeles abrasion value (LAAV) tests indicate favorable resistance to abrasion for the majority of the Fagfog, Dunga, and the Pandrang Quartzites samples, while Chisapani Quartzite shows more variability in LAAV values. The Pandrang Quartzite shows a higher proportion of elongated particles but lower flakiness index values as compared to Fagfog and Dunga Quartzites while Chisapani Quartzite stands out with a significantly higher presence of flaky particles and lower elongation index values. Mechanically, the Fagfog and Dunga Quartzite show higher strength and better resistance to abrasion and freeze and thaw. The Pandrang Quartzite shows moderate resistance to crushing and sudden effect, while the Chisapani Quartzite has variable resistance to effect. This comparative study emphasizes the diversity and complexity of quartzite rock types, showing the need for comprehensive characterization and assessment to determine their suitability for specific applications.
This study was performed to develop the lightweight polymer concrete using expanded clay and perlite to improve workability, durability and chemical resistance for bottom draining structure under severe condition. This paper was composed of two parts. One is to invest the physical and mechanical properties of lightweight polymer concrete using synthetic lightweight aggregate, the other is to the develop products for bottom draining structure. Physical and mechanical test for lightweight polymer concrete was performed unit weight, compressive and flexural strength, chemical resistance, accelerated weathering test, absorption ratio and optimum mix for lightweight polymer concrete was designed. Also, products for bottom draining structures by optimum mix of lightweight polymer concrete was made draining trench of small size.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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