• 지질공학
• /
• 제29권2호
• /
• pp.85-97
• /
• 2019

암반으로 구성되어 있는 급경사($65{\sim}80^{\circ}$) 암반사면들이 장기간 안정한 상태로 유지되고 있는 것을 관찰할 수 있다. 이와 유사한 지반상태로 이루어진 굴착 암반사면에서 불연속구조가 비탈면의 안정성에 유리한 방향으로 분포하고 있는 경우에는 발파암 경사기준인 1 : 0.5 ($63^{\circ}$)보다 급한 경사를 적용할 수 있을 것이다. 비탈면 설계기준의 경사 결정 과정에서 급경사로 적용할 수 있는 예비 암반조건이 정량적으로 설정되어 있으면 설계 실무측면에서 지침으로 활용할 수 있을 것이다. 이 연구에서는 상기 암반을 양호한 연속체 암반으로 정의하고, 양호한 연속체 암반조건에 대해 공학적인 준거를 제공할 목적으로 범용적인 RMR, SMR, GSI 분류를 활용하여 정량적인 설정기준 범위를 제안하고자 하였다. 연구방법으로는 다음과 같다. 암석종류별로 급경사 $65{\sim}80^{\circ}$)에서 안정한 비탈면을 연구 대상으로 선정하고, Face mapping 결과를 반영하여 RMR과 SMR 및 GSI 분류하였다. Hoek-Brown 파괴기준을 활용하여 산정된 강도정수를 현 상태의 암반사면 안정해석에 적용하여 나타난 결과를 검토하였다. 급경사로 안정하게 유지되는 지반조건으로서 예비기준의 타당성을 검증하기 위한 것이다. 상기 연구방법으로 분석 검토한 결과, 양호한 연속체 암반비탈면은 Basic RMR ${\geq}50$ (퇴적암에서는 45), GSI SMR ${\geq}45$로 설정할 수 있을 것으로 분석되었다. 한계평형 해석의 안전율은 Fs = 14.08~67.50 (평균 32.9)이고, 유한요소해석의 변위는 0.13~0.64 mm (평균 0.27 mm)이다. 이는 급경사($65{\sim}80^{\circ}$)로 오랜 기간 동안 안정하게 유지되고 있는 양호한 연속체 암반사면의 안정성을 정량적으로 표현하고 확인하는 결과로 볼 수 있다. 양호한 연속체 암반사면에 대한 암반기준 설정범위는 자료가 축적되면 좀 더 세부적인 설정기준을 확립할 수 있을 것이고 추후 연구과제이기도 하다. 1 : 0.1~0.3의 급경사에서도 안정할 경우에, 해외 설계기준 및 사례를 참고하여 급경사의 상한 기준을 1 : 0.3으로 설계하면 경제성과 친환경성을 확보하는 이점이 있게 된다. 또한 굴착기술과 식생기술 발달 및 다양한 친환경적 사면 설계기법으로 급경사에 따른 심리적 불안감과 급격한 지반이완을 극복할 수 있을 것이다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제53권4호
• /
• pp.78-99
• /
• 2020

천안 성불사 마애불은 16나한이 모두 남아있는 국내의 유일한 예로 학술적 가치가 아주 높으나 심하게 손상되어 있어, 보존 방안을 검토하기 위해 디지털 기록화와 정밀 진단을 바탕으로 안정성을 평가하였다. 이 결과, 삼존불은 비슷한 규모이나 나한상은 매우 다양한 크기를 보였으며, 권속 2구는 나한상에 비해 크다. 추정공양상은 나한상과 유사하며, 대부분의 존상은 형상과 제작기법이 잘 드러난다. 마애불이 새겨진 암반은 편리 구조가 뚜렷한 호상편마암으로, 석영과 장석으로 이루어진 우백대와 흑운모로 구성된 우흑대가 교호하며 미량의 백운모를 포함한다. 이 마애불에는 물리적 풍화와 변색 및 생물 오염이 복합적으로 작용하고 있으며, 주암면에는 미세 균열 1,131cm, 박리상 균열 1,061cm, 구조상 균열 1,456cm, 절리 1,277cm로 나타났다. 손상도 평가 결과, 절리 3.6(균열지수), 박리 5.2%, 박락 1.7%, 탈락 0.1%로 산출되었다. 특히 생물학적 풍화가 심하여 주암면의 생물피도는 9단계와 10단계가 전체 면적의 57.5%를 차지하였고, 5~8단계도 22.3%로 아주 높았다. 표면 변색 요인은 Fe과 Ca 및 S로 암갈색과 백색으로 나타나고 흑화 오염물에서는 다량의 C가 검출되며, 모든 영역에서 손상 가중치가 매우 높다. 마애불 암반에서는 서로 다른 방향을 갖는 불연속면이 확인되었다. 암반의 파괴유형 분석 결과, 평면 파괴와 전도 파괴의 가능성이 있으며 쐐기 파괴는 발생하기 어려운 것으로 나타났다. 주암면의 초음파 속도는 평균 2,463m/s이며, 절리대가 많은 좌측면 하부가 상대적으로 낮아 상당히 풍화된 단계(HW)와 완전히 풍화된 단계(CW)가 집중 분포하는 취약한 물성을 보였다. 이 마애불에서는 미세 균열의 14.9%와 박리상 균열의 58.9% 정도에서 보존처리가 요구된다. 또한 마애불의 보존 환경을 개선할 수 있는 수목 정비와 암반의 구배를 고려한 배수 시설 및 지반 정비가 필요하며, 장기적인 보존 관리를 위해 보호 시설도 검토해야 할 것이다.

• 자원환경지질
• /
• 제56권3호
• /
• pp.277-291
• /
• 2023

강원도 지역과 그 주변에 설치된 21개의 광대역 지진관측소 하부에 대한 지각속도구조를 분석하기 위해 2019년 3월 18일부터 2022년 12월 31일 사이에 발생한 139개 원거리 지진자료(Mw ≥ 5.8, 진앙거리 30° - 90°)에 H-κ 중합법을 적용하여 각 관측소 하부에서의 모호면 깊이와 V_p/V_s 비를 추정하였다. H-κ 중합법으로 추정한 모호면 깊이는 24.9 - 33.2 km, V_p/V_s 비는 1.695 - 1.760으로 나타났으며, 추정한 V_p/V_s 비를 수신함수와 표면파 분산의 연합 역산에 적용하여 각 관측소 하부에 대한 1차원 지각속도 모델을 획득하였다. 이에 따른 모호면 깊이는 25.9 - 33.7 km로 H-κ 중합법과 유사한 결과를 보여주었고, 두 방법의 모호면 깊이 결과는 에어리의 지각평형설을 대체적으로 따르는 일치된 양상을 보인다. 1차원 지각속도 모델 해석 결과 태백산 분지에 위치한 일부 관측소의 직하부에서 P파 속도 5 km/s 이하의 저속도층이 2 km 두께로 존재함을 확인하였으며, 강원도 북부에 위치한 CHNB, GAPB 관측소도 같은 결과를 보이는데 이 관측소들은 신생대에 생성된 퇴적층 위에 위치하고 있다. SH2B 관측소는 퇴적층 위에 위치하지 않음에도 불구하고 표층의 P파 속도가 낮게 나왔으며, 이는 기반암의 풍화와 같은 여러 요인으로 인한 것으로 보인다. 계산된 1차원 모델들을 살펴볼 때 모든 관측소의 4 - 12 km 깊이 사이에서 깊어짐에 따라 속도가 감소되는 속도역전층이 관측되었고, 이중 일부 관측소의 하부 10 km 부근에서 암석의 밀도차로 인한 것으로 여겨지는 중간지각 불연속면이 나타났다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제44권6호
• /
• pp.643-654
• /
• 2023

서필리핀분지는 필리핀해판 서쪽 그리고 유라시아판에 위치한 한반도의 남쪽에 위치하여 류큐해구를 경계로 두고 있는 해양 분지이다. 이 분지는 전체 필리핀 판의 절반정도의 크기이며 류큐해구, 필리핀해구를 경계로 유라시아판 하부로 섭입 중이다. 이 분지의 25-50%가 이미 섭입되었고, 분지 남쪽의 경우 연구가 거의 이루어지지 않아 현재까지 분지의 진화과정 해석에 대하여 크게 논란 중에 있다. 이러한 논란을 해소하기 위해 서필리핀분지의 진화과정을 고해상도 다중빔음향측심자료 분석을 통해 확인하였다. 판의 확장과정에서 생성되는 비변환불연속 구조(Non-Transform Discontinuity)는 일반적으로 중앙해령과 수직한 방향으로 생성되는 변환단층 경계와 유사하지만 지각아래 맨틀대류 변화에 의한 마그마공급 불균형으로 해령분절에 변위가 생기며 만들어진다. 고해상도 해저지형도를 제작하여 분석한 결과, 해령전파에 의한 비변환불연속 구조가 크게 발달한 것과 전반적인 심해언덕의 주향이 해령에서 멀어질수록 E-W방향에서 NNW-SSE방향으로 변화하는 것을 확인하였다. 분지 확장 초기에 아마미-산카쿠 분지가 현재의 위치에서 90도 시계 방향으로 회전된 상태로 팔라우분지와 인접해 있다가 분지의 확장이 시작되면서 민다나오 파쇄대를 경계로 팔라우분지와 분리되어 반시계 방향의 회전열개로 확장을 한 것으로 여겨진다. 또한 분지 내 비변환불연속 구조는 ENE-WSW 방향에서 N-S 방향으로 급격한 확장방향의 변화와 동시에 필리핀해판의 드리프트(drift)로 인한 갑작스러운 마그마 공급 변화로 형성될 수 있음을 지시한다. 팔라우분지는 WPB의 남쪽 일부로 간주되었으나, 최근의 연구에 따르면 독립적인 시스템으로 확장한 것으로 밝혀졌다. 퇴적층과 지각의 두께 등 여러 단서들이 팔라우분지가 WPB 확장 이전에 이미 존재했을 가능성을 시사하고 있으나 분지의 진화과정은 여전히 논란이 많다. 서필리핀분지와 필리핀해판의 정확한 진화과정을 이해하기 위해서 팔라우 분지의 연대와 확장 진화에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 고해상도 다중빔음향측심자료 분석을 통해 서필리핀분지의 진화과정에 대한 새로운 정보를 제공하였다. 이러한 정보는 서필리핀분지와 필리핀해판의 정확한 진화과정을 이해하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 지질공학
• /
• 제34권2호
• /
• pp.279-294
• /
• 2024

댐은 대규모 토목 구조물로서 안전한 운영을 위해 기초지반의 누수를 차단하고 추가적인 재해를 방지하기 위하여 암반 그라우팅에 대한 체계적인 접근 및 이해가 필요하다. 국내에서는 암반 그라우팅 계획에 있어 현장 기술자의 경험과 유사 사례에 의존하는 경향이 있으며, 보다 신뢰성 있는 그라우팅 계획을 위해 (토목 or 공학적) 이론과 (현장 or 지반) 조사결과를 바탕으로 한 개선방안이 필요한 실정이다. 암반에서 시행하는 그라우팅은 대부분 수리지질 및 불연속면 인자들(RQD, Js, Lu, SPI)에 의해 가장 큰 영향을 받는다. 본 연구에서는 국내 14개 현장에서 실시된 조사 자료를 토대로 수리지질학적 인자(Lu, SPI)와 불연속면 인자(RQD, Js), 그라우트 주입량(grout take) 간의 상관관계를 분석하고 암반 그라우팅 계획의 체계적인 수립 방안을 제시하였다. 연구 인자(RQD, Js, Lu, SPI) 간의 피어슨 상관계수(r)를 분석한 결과, Lu과 SPI의 상관관계(r = 0.92)가 가장 높고, RQD와 Lu(r = -0.75), RQD와 Js(r = 0.69), RQD와 SPI(r = -0.65), Js와 Lu(r = -0.47), SPI와 Js(r = -0.41) 순으로 상관관계가 감소하는 것으로 나타났다. 그라우트 주입량과 연구 인자(RQD, Js, Lu, SPI) 간 상관관계를 분석한 결과, Lu과 SPI는 값이 커질수록 주입량이 증가하는 경향을 보이나 RQD와 Js는 유의한 상관관계가 나타나지 않았다. SPI를 토대로 제안된 그라우팅 계획 수립의 접근 방법은 실제 수행한 차수 그라우팅 시공 자료와 비교‧분석을 통해 검증하였고, 향후 세부 연구 및 실무 수행에 있어 유용한 자료로 활용될 수 있다.