Earticle

미륵사지석탑의 보존처리를 위해 화강암의 풍화에 따른 물리적 성능시험과 화학적 조성변화를 검토하였다. 자연 풍화된 미륵산 화강암을 수습하여 풍화상태에 따른 분류기준과 암석해머시험에 따라 강도를 구분하였다. 비파괴 암석해머시험 강도와 초음파 속도를 비교한 결과, 각각의 강도 측정값은 비례하였다. 시료의 흡수율은 1.68~0.20%이며 신선한 F-형은 자연 포화되지 않았고 WW-형은 자연 포화되었으나 시간이 많이 소요되었다. 흡수율은 풍화정도에 따라 SW-형, MW-형, HW-형으로 가며 순차적으로 증가했다. CW-형은 풍화단계 시료들 중에 서 흡수현상이 현저하게 달랐다. 염색시험에서는 F-형과 WW-형의 경우 정장석만이 염색되었고, SW-형과 MW-형에서는 사장석의 염색이 특징적이었으며 HW-형과 CW-형은 석영의 균열부로 염색이 확장되었다. 분류기준에 따른 조암광물의 변화는 3등급으로 대별할 수 있다. XRD 분석결과, 조암광물 중 알바이트가 현저하게 감소되었다. EMEDX로 조암광물 중 흑운모, 사장석, 정장석을 구성하는 성분의 평균변화를 관찰한 결과, 신선한 시료에 비하여 풍화도가 높은 시료에서 흑운모는 Al2O3, K2O, Na2O는 증가하고 CaO, MgO는 감소하였으며, 사장석은 CaO, K2O는 감소하고 Na2O는 증가하였다. 정장석은 Al2O3가 약간 증가했고 K2O, Na2O는 감소되었다. 풍화단계별 시료를 파쇄하여 양이온의 용출 정도를 검토한 결과, 조암광물 구성성분 중 CaO, Na2O, K2O, MgO가 화학적 변화도가 높았으며, 풍화도 WW-형과 CW-형에서 양이온의 변화도가 높게 나타났다. 이 결과는 익산 미륵사지석탑을 구성하는 부재의 보존처리 방안을 수립하는데 중요한 자료로 이용될 것이다.

A physical characteristics and chemical compositions change by weathering on the granite were examined for the conservation treatment of the Mireuksaji temple stone pagoda. The natural weathered granite was collected from the Mt. Mireuk, and divided into the classification standards based on weathering degrees and strength measured by rock-test hammer. The results from comparison of the strength measured by undestructive rock-test hammer and the strength values converted from ultrasonic velocity showed that each strength measurement value was proportionate. The water absorption of the sample was 1.68 to 0.20%. The F-type of fresh rock was not naturally saturated and the WW-type was naturally saturat ed but took quite a long time. The water absorption was increased gradually in order of SW-type, the MW-type and the HW-type according to weathering condition. The CW-type samples showed the highest water absorption among the weathered classification samples. Through dyeing test, it was found out that only the feldspar was dyed out of the F-type and the WW-type. The SW-type and the MW-type were distinguished by the fact that plagioclase being dyed. And dyed area was expanded to quartz crack in HW-type and CW-type. Physical change by weathering of the rock-forming minerals could be classified with 3 grades. Through the XRD analysis, albite among the rock-forming mineral showed remarkable decrease. SEM-EDX analysis of the component change in the rock-forming minerals such as biotite, plagioclase, and orthoclase, showed that in case of highly-weathered grade samples compared with fresh samples, contents of the Al2O3, K2O, Na2O increase and CaO, MgO decrease in the biotite, the CaO, K2O increase and Na2O decrease in the plagioclase, the Al2O3 a little increase and K2O, Na2O decrease in the orthoclase. The results of extracted cation analysis using the powder samples of each weathering grade, the CaO, Na2O, K2O and MgO are highly chemical variations in rock forming minerals and positive variation show high in the weathering grade of the WW-type and CW-type. This research will be used as an importance data to establish a plan for conservation treatment of composed stone in the Mireuksaji temple stone pagoda.

경주 남산화강암에 대한 강화제 처리 전후의 물리적 특성변화 연구를 위하여 강화제 처리 한 후 쌍안실체현미경 관찰, 초음파속도, 쇼어경도, 색도측정 등을 실시하였다. 실험에 사용한 강화제는 세종대학교에서 개발한 6종류 35wt% Silicate Nonparticle/100%1T1G (Nonparticle), 3%POSS-SO1455/97%1T1G (3%POSS1455), POSS-SO1458/97%1T1G (3%POSS1458), 3%7nm/97%1T1G (3%7nm), 3%16nm/97%1T1G(3%16nm), 3%40nm/97%1T1G(3%40nm)와 상품 화된 제품인 2개 Wacker사의 Silres BS OH-100, Kulba사의 Unil Sandsteinfestiger OH-100으로 총 8가지 종류이다. 강화제 처리후 암석의 표면색깔은 강화제의 종류에 따라 약간의 차이는 있으나 대부분 어두워졌으며 시간이 지남에 따라 원암과 유사한 색깔을 나타낸다. 강화제 처리 후 초음파속도와 쇼어경도는 증가하였다.

Stereo-Microscope observation, ultrasonic velocity, shore hardness and standard color measurement performed for studies of physical characterization of Namsan granite after treated with consolidants. The consolidants used in experiment are 35wt% Silicate Nonparticle/100%1T1G (Nonparticle), 3%POSS-SO1455/97%1T1G(3%POSS1455), POSS-SO1458/97%1T1G (3%POSS1458), 3%7nm/97%1T1G(3%7nm), 3%16nm/97%1T1G(3%16nm), 3% 40nm/ 97%1T1G(3%40nm) develop with Sejong university, and Wacker Silres BS OH-100, Unil Sandsteinfestiger OH-100. The color of rock surface is darker than original one but similar to original samples with time, and ultrasonic velocity and shore hardness increased with after consolidant treatment.

연구목적: 본 연구에서는 서울 ․ 경기지역의 화강암을 대상으로 시추조사 시 채취된 암석 시료에서 측정된 물리적 특성 중 탄성파속도와 탄성계수로부터 암석의 일축압축강도와의 상관성을 분석하여 암석의 일축압축강도를 추정하는 것을 목 적으로 한다. 연구방법: 119개의 화강암 시추 코아 시료를 대상으로 탄성파 속도와 탄성계수 그리고 일축압축강도와의 상관관계를 도출하 기 위하여 실내 암석 실험을 실시하였다. 연구결과: 화강암에 대하여 탄성파속도와 일축압축강도 그리고 탄성계수와의 상호 관계를 단순회 귀와 다중회귀로 분석한 결과는 전반적으로 관계식에 나타난 것처럼 신뢰도가 낮음을 확인하였다. 이는 화강암의 구성 입자가 균질하지 못 하여 탄성파속도와 탄성계수를 이용한 압축강도 추정에 대한 활용성이 낮은 원인으로 사료된다. 결론: 본 연구에서 암석의 탄성파속도와 탄 성계수로부터 일축압축강도를 추정하기 위한 상관관계를 분석하기 위하여 단순회귀분석과 다중회귀분석 방법을 이용하였다. 단순회귀분 석은 결정계수(R2)가 0.61~0.67 이었으며 , 다중회귀분석은 0.71로 나타났다. 따라서 다중회귀분석을 이용하여 암석의 일축압축강도를 추 정할 때 다소 신뢰성이 높아질 수 있다. 또한, 향후 탄성파 속도와 탄성계수를 이용한 암석의 일축압축강도를 추정할 때 다양한 통계분석 기 법(회귀분석, 인공신경망, 빅데이터 분석 등)을 활용하면 보다 신뢰성이 높은 결과를 얻을 수 있을 것으로 본다.

Purpose: The purpose of this study is to attain the correlation analysis and thereby to deduce the uniaxial compressive strength of rock specimens through the elastic wave velocity and the elastic modulus among the physical characteristics measured from the rock specimens collected during drilling investigations in Seoul and Gyeonggi region. Method: Experiments were conducted in the laboratory with 119 granite specimens in order to derive the correlation between the compressive strength of the rocks and elastic wave velocity and elastic modulus. Results: In the case of granite, the results of the analysis of the interaction between the compressive strength of a rock and the elastic wave velocity and elastic modulus were found to be less reliable in the relation equation as a whole. And it is believed that the estimation of the compressive strength by the elastic wave velocity and elastic modulus is less used because of the composition of non-homogeneous particles of granite. Conclusion: In this study, the analysis of correlation between the compressive strength of a rock and the elastic wave velocity and elastic modulus was performed with simple regression analysis and multiple regression analysis. The coefficient determination (R2) of simple regression analysis was shown between 0.61 and 0.67. Multiple regression analysis was 0.71. Thus, using multiple regression analysis when estimating compressive strength can increase the reliability of the correlation. Also, in the future, a variety of statistical analysis techniques such as recovery analysis, and artificial neural network analysis, and big data analysis can lead to more reliable results when estimating the compressive sterength of a rock based on the elastic wave velocity and elastic modulus.

이 연구에서는 당진 면천읍성 남문지 구성석재의 동정과 분포를 규명하였으며, 축성암석과 추정산지 암석의 동질성을 검토하여 원산지를 해석하였다. 축성에는 총 15종의 상당히 다양한 암석들이 사용되었으며 화강암류 (61.0%), 규암(21.0%) 및 석영장석반암(8.7%)이 조사구간 전체의 90% 이상을 차지한다. 또한 면천읍성 주변에 분포하 는 암석을 대상으로 동질성을 검토한 결과, 산출상태, 전암대자율, 암석광물학적 및 지구화학적 특징이 매우 유사하였 다. 따라서 축성암석은 면천읍성을 중심으로 약 8km 이내인 성상리, 양유리, 성북리, 갈산리 및 대덕동 일대에서 수급된 것으로 해석되며, 암종보다는 조달의 편의성이 가장 큰 고려 대상이었을 가능성이 높은 것으로 판단된다 .

In this study, the identification and distribution for rock types of the South Gate Wall of Myeoncheoneupseong Town Wall in Dangjin was investigated, and the homogeneity analysis of rock properties in the wall between the surrounding out crops estimated by examining the possible provenances. The Town Wall consists of variable rock types about 15 kinds. Granitic rocks (61.0%), quartzite (21.0%) and quartz feldspar porphyry (8.7%) accounted over 90% of total survey section. These rock properties are very similar to surrounding rocks of the Town Wall on the basis of occurrences, magnetic susceptibility, petrography, mineralogical and goechemical characteristics. Thus, it is probable that the rock properties of the Town Wall were supplied from the Town Wall around about 8km within at Seongsangri, Yangyuri, Seongbukri, Galsanri and Daedeokdong area. And supplied rock properties in the construction process, easy procurement rather than rock type was most likely seems to be considered.

사적 제258호로 지정된 명동성당은 프랑스인 코스트 신부가 설계하여 1898년에 완성한 한국 가톨릭교회의 대표적인 성당 건축물이자 근대문화유산이다. 이 성당은 화강암 기단 위에 벽돌을 쌓아 축조한 고딕 양식의 건축물이며, 내외부에는 대리암 및 화강암으로 이루어진 성물과 기초석이 다수 존재한다. 암석광물학적 분석 결과, 석조성물은 주로 대리암과 화강암으로 이루어져 있으며, 기초석은 홍장석화강암으로 구성되어 있음을 확인하였다. 손상지도와 초음파속도를 바탕으로 풍화도를 평가한 결과, 화강암으로 이루어진 성수반의 박리박락(40%)과 흑색변색(37%), 외부 기초석의 박리박락(6%)과 변색(46%)이 주된 문제점으로 나타났다. 한편 평균 초음파속도는 성수반에서 3,525m/s, 외부 기초석에서 2,795m/s로 산출되어 중간 풍화단계에서 심한 풍화단계에 속하는 것으로 분석되었다. 이러한 높은 손상도와 물성저하는 수분과 대기오염물에 의한 물리화학적 풍화의 결과로 해석된다.

The Myeongdongseongdang Cathedral, which was designated as Historic Site No. 258 in Korea, is a representative cathedral of Korean Catholic church designed by a French priest Eugene-Jean Georges Coste and completed in 1898. It is a Gothic-styled architecture constructed with bricks and stones. Lithological and mineralogical analyses determined that holy stone relics were made of marble and granite, and foundation stones are of pink feldspar granite. Deterioration mapping and ultrasonic measurement revealed main weathering and damage were exfoliation (40%) and black discoloration (37%) in the holy water basin, and exfoliation (6%) and discoloration (46%) in the exterior foundation stones. Ultrasonic velocity of the stones were calculated as 3,525m/s in the holy water basin and 2,795m/s in the exterior stones that indicated these stones were sorted into moderately to highly weathered rock. This was resulted from moisture and atmospheric pollutants around the cathedral.

석조문화재에서 나타나는 박리현상의 발생메커니즘과 염수용액에 의한 화학적 풍화와 관련된 그 원인을연구하였다. 박리편에 대하여 화학적, 광물학적, 물리적 분석을 수행하여 함유하고 있는 대표적인 염이 석고임을 밝혔다. 염의 작용을 이해하기 위하여 석고와 더불어 용해도가 상이한 황산나트륨을 공극율이 다른 응회암과 화강암에 처리하였다. Na2SO4 처리와 인공풍화를 거친 암석시료들의 모세관물흡수율은 약간 증가하였는데 이는 이 염에 의해 암석의 표면가까이에만 변화가 있었음을 의미한다. Na 2SO4는 암석의 표면공극내에서 결정화가 일어나 수화압과 결정압을 발생하여 얇은 박리를 형성하는 것으로 보인다. CaSO 42H 2적되므로 집적되는 양이 Na 2SO4 보다 더 많고, 표면에 집적되는 양보다 내부에 집적되는 양이 많아 물흡수량이 증가하는 결과를 보이는 것이며, 이러한 성질로 인하여 암석에 두꺼운 박리가 야기될 것으로 판단된다. 암석종에 따른 변화에서는 응회암의 경우, 큰 공극율과 높은 모세관물흡수율로 인하여 암석 내부의 깊이까지 들어가서 염이 집적하게로 보인다. 이에 비해 공극율과 모세관물흡수율이 낮은 화강암에서는 표면부위에서 집중적으로 염의 집적이 일어나서얇은 박리가 발생하는 것으로 판단된다.

The mechanism of stone exfoliation and its cause in relation to chemical weathering by soluble salt werestudied. Chemical, mineralogical and physical analysis was performed in exfoliation samples from stone monuments.The representative salt is gypsum in the exfoliation samples. In order to understand the salt reaction, stonesolubility. The capillary water uptakes are slight increased in impregnated with Na2SO4 and weathering simulation oftwo rock types. It means that the rock is deteriorated in the near of the surface by Na2SO4. CaSO42H2O bring out thethicker exfoliation than Na2SO4 because it is penetrated into the deeper zone and amount of accumulated salt is more30cycle of weathering simulation, but there are not significant symptoms of exfoliation in the granite by same condi-tion. This result was caused by the different capillary water uptakes and porosity of the rocks. In the tuff, salt solu-tions are penetrated into the inner part due to its high capillary water uptakes and porosity but the granite, which haslow value relatively, can be formed thinner exfoliation.

야외에 노출된 석조문화재는 여러 가지 요인에 의해 풍화가 진행되는데 최근 도시화와 산업화로 인한 강우의 산성화는 암석의 풍화에 중요한 요소로 인식되고 있다. 이에 국내 실정을 반영한 산성비에 의한 석조문화재 구성 암석의 풍화 영향에 대해 정량적인 분석을 수행하였다. 기상측정자료와 석조문화재를 구성하는 암석의 지역별 분포 경향을 결합하여 분석하고, 분석 결과로부터 선정한 화강암, 사암, 응회암을 대상으로 완전침수 조건, 인공강우 조건, 보호각 유무로 구분한 자연풍화 조건에 따라 인공산성강우 실험을 수행하였다. 무게변화, 흡수율변화, 색변화, 이온변화, pH변화를 통해 산성비에 의한 암석의 풍화 정도를 비교한 결과, 모든 암석에서 실험 초기에 풍화 정도가 크게 나타났다. 인공강우 조건에서 100일 동안 실험을 반복한 결과, 화강암, 사암 및 응회암의 무게 감소가 각각 0.157%, 0.290%, 0.560%로 나타났고 이는 국내 강우 조건에서 약 3년 동안의 산성비에 의한 석조문화재 구성 암석의 풍화 영향을 모사한 결과이다. 산성용액의 이온변화에서는 방해석 및 장석류 광물의 용출로 인해 Ca^(2+) 이온이 가장 뚜렷한 변화를 보였다. 자연풍화 조건에서 보호각을 설치했을 경우 무게 변화가 최대 22% 감소한 결과를 통해 산성비에 의한 석조문화재 풍화예방 대책에 보호각 설치가 암석의 풍화를 억제하는 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다.

Various weathering factors affect stone monuments located outdoors. Among these factors, acid rain caused by rapid urbanization and industrialization has been recognized as an important factor in weathering of rocks for the stone monuments. In this study, artificial weathering assessment were performed to analyze quantitative weathering effect of rocks by acid rain. To consider actual outdoor environment, both meteorological data and stone monument distribution data were examined, and granite, sandstone and tuff were chosen for test specimens. Weight, absorption rate, color, ion contents, pH changes were measured in four cases, under fully soaking condition, continuous raining condition and natural weathering condition with or without upper cover. Result showed that the weathering effect on rock specimens at an early stage was bigger than the later stage. Weight changes of granite, tuff and sandstone under continuous raining condition for 100 days, 0.157%, 0.290% and 0.560% respectively, reflect weathering effect on rocks caused by acid rain for about 3 years under domestic raining condition. Ca^(2+) was the most detected ion due to dissolution of calcite and feldspars caused by acid solution. Upper cover under natural weathering condition showed decreased change of weight up to 22%, so the cover can be used to reduce weathering effect on stone monument.

직접적인 시료 채취가 불가능한 석조문화재나 보존의 필요성이 있는 암석 표면에서의 풍화도 평가는 육안에 의한 관찰이나 동일 암종의 화학적 분석을 통한 간접적인 방법으로 수행되어 왔다. 기존의 정성적인 풍화도 진단 평가 방법의 한계를 극복하기 위해 반사 분광학적 분광특성 측정 기법을 적용하여 국내 석조문화재의 구성 부재 및 건설 재료로서 대중적으로 사용되는 화강암 표면에서 풍화 검출과 풍화도의 정량적 비교를 수행하였다. 화강암 구성 광물 및 풍화 산물들에 대한 개별적인 분광반사특성을 기준으로 관악산, 홍제동 화강암과 수원 화성 구성 화강암의 분광반사특성을 측정하였다. 측정된 분광 반사 곡선상에서 화강암의 풍화 산물이며 풍화도 산정 지표로 사용될 수 있는 점토 광물과 철산화물 고유의 흡광 특성을 이용하여 풍화를 검출하였고, 분광반사곡선에서 배경 분광 특성 제거를 통해 풍화도의 정량적 비교를 수행하였고 풍화 산물들의 상대적 분포 정도 지도를 작성하였다. 마지막으로 일련의 실험 과정과 실험 결과를 바탕으로 기존의 광물 분광반사특성 분석 실험과정과 원격탐사 기법을 결합한 풍화훼손도 진단 평가 기법의 작업 흐름도를 제안하였다.

The surface deterioration of stone monuments or rocks for construction has been assessed by visual interpretation or chemical analysis as an indirect method for the specimen of similar rocks as those of stone monuments because sampling on the stone monument is not possible due to damages during sampling processes. Quantitative deterioration assessments using reflectance spectroscopy was performed as a possible improvement of conventional qualitative deterioration assessment. Clay minerals and iron oxides, products of deterioration and standard materials for deterioration assessment, are detected on Mt. Gwanak granite, Hongje-dong granite and granite block used in Hwaseong fortress. Continua are removed from reflectance curves to compare deterioration rate quantitatively and relative degradation degree maps of weathering products are produced. Finally, workflow process based on the existing procedure for measuring spectral reflectances of minerals in laboratory and anomaly detecting technique of remote sensing field is proposed for the deterioration assessment using reflectance spectroscopy.

본 연구에서는 낙석과 같은 자연재해의 유인(誘因)이 증가되어 자연 속에 산재된 석조 문화재가 손상되거나 관광객이나 불교신자 등의 인명 피해가 예상되는 지역에 대해, 현장조사와 낙석 시뮬레이션을 이용하여 낙석의 위험성 정도를 정량적으로 판단해 보았다. 마애여래대좌상과 같이 접근이 불가하여 분석을 위한 물성취득이 어려운 경우에 대해, 수치해석과 평사투영을 이용하여 낙석의 발생위치와 경로를 지정한 시뮬레이션 결과 현장의 낙석 이력과 유사한 것으로 나타났다. 또한, 낙석이 발생할 경우, 불상의 두부와 제단의 중앙부에는 문화재와 인명에 피해를 줄 수 있는 낙석의 충격에너지가 발생하는 것으로 나타났다. 낙석 시뮬레이션을 위한 소프트웨어는 현실과 부합되는 물성을 얻기 위한 역 해석시 빠른 계산 속도와 낙석의 시작점을 구간과 지점으로 다양하게 분포시킬 수 있는 Rocscience사의 Rocfall'을 사용하였다.

Because of increasing tendency of domestic sightseeing demand and the cause of natural hazards such as rockfall, the stone monuments (which are scattered to natural inside) and the tourist or Buddhists are confronting dangerous natural hazards. In this study, we analysed quantitatively the potentially hazardous rockfall. 'Seated Seokgayeorae Image' carved on granite surface which is located at Mt. Nam Gyeong-ju cannot be accessed and it is not possible to analyze the rockfall. But we used numerical analysis and stereonet analysis for determining the potential rockfalls and the rockfall paths. The analysis results were similar with the result of site investigation. If rockfall is assumed to occur, striking energy of the rockfall which will potentially increase the damage in culture property and life is generated in the center of the altar and the head of the statue. For rockfall simulation, Rocfall' by Rocscience was used. The software is efficient used for saving the time for back calculation and adjusting the properties for simulation to real phenomenon at the study area.

분황사석탑은 가장 오래된 신라시대의 모전석탑이다. 탑신부는 벽돌처럼 제작된 검은 안산암으로 이루어져 있으며, 화강암으로 조성된 감실이 1층탑신석에 있다. 1915년 대대적인 수리가 행해졌으나, 현재 석탑의 구성암석에서는 여러 손상의 형태들이 나타나고 있다. 특히 구성화강암 표면에서는 박리 사질상입자분해 등이 심하게 나타나고 있다. 본 연구에서는 다양한 분석을 통하여 구성화강암의 정확한 훼손현황을 살펴보았고, 탑신부에 나타나고 있는 백화현상과의 관계를 통해 그 손상원인을 찾아보았다. 연구결과, 구성 화강암은 석탑 표면에 발생된 백화현상의 원인 물질로 인해 훼손이 가중되고 있는 것으로 알려졌다. 백화현상의 원인 물질은 질산나트륨. 황산칼슘, 황산나트륨 등의 수용성 염류로, 백색 줄눈몰타르에서 기인한 것이다. 석탑의 외부는 이러한 백색 줄눈몰타르가 수분과 반응하여 재결정화되고 있지만, 많은 부분이 빗물에 의해 씻겨 내려가다가 밖으로 배수되는 것으로 생각된다. 이 과정에서 빗물에 용해된 염성분들이 감실을 구성하고 있는 화강암을 거쳐가게 되고, 다공성의 화강암은 모세관현상에 의해 이 염들을 수분과 함께 암석의 내부로 흡수한다. 그러므로 구성화강암이 갖고 있는 염문제를 줄일 수 있는 방법은 백색 줄눈몰타르를 용해성이 적은 다른 물질로 대체하는 것이다. 또한 석탑내부로 흘러들어온 수분이 백색 줄눈몰타르를 용해시킬 수 있기 때문에, 상부에서 석탑내부로 수분이 흘러내리지 않도록 조치를 취하는 것이 필요하다.

The Bunhwangsaseoktop is the oldest stone brick pagoda in Silla Period. The pagoda body is made by piling small brick-shaped stones trimmed from black andesite and the first-story core has a shrine, which is made by granite. In 1915 it was repaired on a large scale, but now is severely damaged. Many kind of the stone decay like flaking, granular disintegration have occurred especially on the granite surface of the pagoda. In this study have been investigated the stone decay type and its cause in relation to efflorescence on the body part. Various analysis show that the deterioration on the granite is due to the same materials that lead to efflorescence on the body stone surface. The soluble salt like sodium nitrate, calcium sulfate and sodium sulfate come from white joint mortar. This salt solution is recrystallized in the outside of the pagoda, but most of them flow down with rain. In This process the porous granite absorbes the dissolved salts with moisture into the inside by capillary action. In order to reduce this problem, therefore, white joint moral is changed with other less soluble materials. And it is necessary to take steps to prevent water from seep into the inside of the stone, because this water dissolves the white joint mortar.

연구목적 : 본 연구는 기후변화에 따른 강우량 및 강우패턴을 분석하여 강우시 비탈면 거동 을 파악하기 위해 강우사상을 합리적으로 적용하여 절토부 비탈면 안정성해석에 활용하고 자 수치해석기법을 이용하여 비탈면 높이별, 강우사상별 침투해석을 실시하여 강우사상 및 강우지속시간에 따른 지하수위 변화를 고려한 비탈면 안정성검토를 실시하였다. 연구결과 : 강우사상(Uniform Rainfall, US Army Corps., Huff 4분위법 중 1/4법 및 4/4법) 에 따른 화강풍화토 비탈면의 수치해석결과 비탈면이 높을수록 침투된 강우가 지하수위까 지 빠르게 도달하지 못하여 지하수위 상승은 작아지고, 비탈면의 안전율도 작게 분석되었다. 결론 : 초기강우강도가 제일 큰 강우패턴 Case 3조건인 Huff 4분위법 중 1/4법에서 지하수 위 상승량이 제일 크게 나타났으며, 안전율은 가장 작게 나타났다.

Purpose: This study conducted a slope stability study considering changes in the ground water level due to rain phenomena and the duration of rainfall, that is for the purpose of analyzing the stability of the slope surface of the cut section, seepage numerical analysis is performed by height of slope and rainfall accident, and the characteristics of rainfall was applied reasonably in order to determine the slope change during rain by analyzing rainfall and rainfall pattern due to climate change. Results: As a result of numerical analysis of stability for slope composed of the granite weathered soils according to the characteristics of rainfall(Uniform Rainfall, US Army Corps., Huff’s method – 1/4, 4/4), Conclusion: The higher the slope, the smaller the safety factor of the slope, the smaller the elevation of the ground water level as the rainwater seepage does not reach the underground water level. In addition, the ground water level was assessed to be rose significantly in condition of case 3 Huff’s method–1/4, rain pattern with the largest initial rainfall duration, and the safety factor was analyzed to be small.

Recently, an ore of stone obtained from quarry lose its about 60% such as the muck and the stone-dust during the process of making the architectural block, the crushed aggregate and so on. A part of the muck is only reutilized for the crushed aggregate as road pavement materials, while the most of the muck in the shape of powder is mixed with water and then it is deposited in a sludge tank. The much in the shape of powder is called the stone-dust. If the stone-dust is discharged and sprayed, an ecosystem will have terrible damage because the seepage of surface water, the flow of ground water and the movement of air are not occurred smoothly by packing the void of soils. Therefore, the establishment of an efficient recycling plan are necessary through the improvement of engineering properties of the stone-dust. This study is to investigate the possibility of recycle and improvement for the Granite powder is sampled from quarry in Korea. The various strength tests are performed by use of the mixed soils with the Granite powder content ratio. As the result of various strength tests, the recycle possibility of the Granite powder is analyzed as subbase layer materials of the construction.

The purpose of this study was to investigate the characteristics and proprieties of the granite observing results in the 4th grades elementary students' scientific inquiry activities. For this, the 4th, 94 students participated in granite observing activity which had objects to collecting applicable scientific facts for the distinguishing granite among the volcanic rocks. Following are the study results. First, the 829s of total results (879s) were admitted as the facts, but the rest, 50s were not the facts but the inference results. Second, the 542s results which were related to the shape, weigh, size, smell, sound, and touch (feeling) containing glittering of the rock specimen were the useless for the inquiry objects. And only the 85s results were the scientific facts which were deserved the admitting propriety for the inquiry objects. Third, the 185s results which were targeting to the particles (minerals) on the rock specimen were the admitting facts, but the 163s facts which were related to color, size and shape of the particles were deserved as admitting propriety for the inquiry objects. Consequently, the focusing on the proprieties of the granite observing results in the elementary students' scientific inquiry activities, only the 248 results (28.2%) of the total 879s were the admitting proprieties as the meaningful scientific facts in the scientific inquiry activities.

연구목적: 불포화토에서 발생하는 모관흡수력의 존재는 사면의 안정성을 증가시키지만, 강우침투 로 인 한 모관흡수력의 감소는 갑작스런 사면 파괴를 유발하여 큰 재난을 발생시킬 수 있다. 본 논문에서는 우 리나라의 대표적인 산흙인 화강풍화토에 대하여 불포화상태에서의 공학적 특성을 분석하였다. 연구방 법: 화강풍화토에 대하여 입도상태가 양호한 경우와 입도상태가 불량한 경우로 나누어 불포화 상태에서 함수특성곡선, 불포화투수곡선, 모관흡수력에 대한 불포화 전단강도 관계 등으로서 실험과 분석을 수행 하였다. 연구결과: 입도분포가 불량한 경우가 입도분포가 균등한 경우에 비하여 체적함수비에 대한 모 관흡수력의 변화가 급격히 발생하는 것으로 분석되었다. 입도가 균등한 경우가 입도가 불량한 경우에 비하여 동일한 모관흡수력에서 투수계수가 비교적 작은 값을 나타내었다. 모관흡수력이 크게 작용할수 록 전단강도가 증가하는 경항을 보였다. 결론: 우리나라의 대표적인 산흙인 화강풍화토에 대하여 입도 상태가 양호한 경우와 입도상태가 불량한 경우로 나누어 불포화상태에서의 공학적 특성인 함수특성곡 선, 불포화투수계수, 불포화 전단강도 등에 대하여 실험을 실시하여 각각의 상관관계를 확보하였다.

Purpose: The presence of the matric suction in unsaturated soil increases the stability of the slope, but the reduction of the matric suction due to precipitation can cause sudden slope failure, resulting in a major disaster. In this paper, engineering characteristics in unsaturated state were analyzed for granite weathering soil, which is the representative mountain soil of Korea. Method: Experiments and analysis were conducted on granulated weathering soil as unsaturated shear strength relationships for moisture characteristic curves, unsaturated injection curves, and matric suction under unsaturated conditions. Result: It was analyzed that a rapid change in the matric suction for volumetric water content occurs compared to the case where the particle size distribution is poor and the particle size distribution is good. A good case for the particle size distribution indicates a relatively small permeability coefficient at the same matric suction capacity compared to a poor case. The greater thematric suction, the greater the shear strength. Conclusion: For Korea's representative soil, granulated weathering soil, the functional characteristic curves, unsaturated permeability coefficients, unsaturated shear strength, etc., which are engineering characteristics in unsaturated state, were tested to secure each correlation.

국산화강암에 대한U(VI) 수착에 대한 실험적 연구를 지화학적 매개변수들인 접촉시간, pH, 이온강도, 탄산염 농도 등의 함수로 회분식으로 수행하였다. 국산 화강암에 대한 U(VI)의 수착의 분배계수 는 실험 조건에 따라 약 1-200 mL/g의 값의 범위를 가지는 것으로 나타났다. 화강암 입자에 대한 U(VI)의 수착은 접촉시간, pH 및 탄산염 농도 등에는 크게 의존하였으나 이온강도에는 크게 의존하지 않는 것으로 나타났다. 화강암 입자들에 대한U(VI)의 수착은 용액에서 pH와 탄산염의 농도에 의존하는 우라늄 화학종과 밀집한 관계가 있음을 알 수 있었다. 또한 속도론적 수착 실험에 의하여 2 단계 일차식 속도론적 거동이 화강암 입자들에 대한 우라늄의 속도론적 수착을 지배할 수 있는 것으로 유추되었다. pH 7 이상의 알칼리 영역에서 화강암에 대한 우라늄의 수착이 크게 감소되었는데 이는 화학종 계산에 의해 예측된 바에 따라 음이온의 U(VI)-탄산염 복합체 형성에 기인하였을 것이다.

An experimental study on the sorption of U(VI) onto a Korean granite was performed as a function of the geochemical parameters such as contact time, pH, ionic strength, and carbonate concentration using a batch procedure. The distribution coefficient,, was about 1-200 mL/g depending on the experimental conditions. The sorption of U(VI) onto granite particles was greatly dependent upon the contact time, pH, and carbonate concentration, but insignificantly dependent on the ionic strength. It was noticed that the sorption of U(VI) onto granite particles was highly correlated with the uranium speciation in the solution, which was dependent on the pH and carbonate concentrations. It was deduced from the kinetic sorption experiment that a two-step first-order kinetic behavior could dominate the kinetic sorption of U(VI) onto granite particles. In the alkaline range of a pH above 7, U(VI) sorption was greatly decreased and this might be due to the formation of anionic U(VI)-carbonate aqueous complexes as predicted by the speciation calculations.