동결-융해 풍화에 의한 원주지역 쥬라기 화강암의 지질공학적 특성변화

• 영문명: Variation of Engineering Geological Characteristics of Jurassic Granite in Wonju Due to Freeze-Thaw Weathering
• 발행기관: 대한자원환경지질학회
• 저자명: 엄정기(Jeong-Gi Um) 우익(Ik Woo) 박혁진(Hyuck Jin Park)
• 간행물 정보: 『자원환경지질』42권 3호, 261~272쪽, 전체 12쪽
• 주제분류: 자연과학 > 지질학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2009.06.30

국문 초록

이 연구는 강원도 원주시 일대에 분포하는 쥬라기 화강암에 대하여 동결-융해 시험을 수행하고 동결-융해 반복 횟수의 증가에 따른 암석의 물리 역학적 특성변화를 고찰하였다. 동결-융해의 한 사이클은 24시간이며 진공챔버에서 2시간동안 포화시킨 시료를 -20±1oC로 8시간 동결하고 상온에서 14시간 동안 융해하였다. 동결-융해 시험 중에 물리적인 특성을 측정한 결과 탄성파 속도는 지속적으로 감소하였으며 흡수율은 증가하는 양상을 보였다. 시험 전 풍화등급이 높은 암석일수록 동결-융해에 따른 물성의 변화가 크며 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 슬랩(slab) 시편에서 취득한 미세균열 트레이스의 길이 및 면적밀도는 지속적으로 증가하는 것으로 나타났다. 이는 지속적으로 감소하는 탄성파 속도의 특성과도 부합하며 암석 내부에 미세균열이 급격히 발현·확장하고 특히 광물 결정의 결합력이 약화되는 암석 풍화에 기인한 것으로 판단된다. 미세균열의 밀집도와 크기를 동시에 고려할 수 있는 박스 프랙탈 차원(DB)은 미세균열 트레이스의 변동성을 효과적으로 반영하며 중·장기적인 풍화 예측을 위한 새로운 풍화지수로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

영문 초록

An experimental study of the accelerated weathering was performed to investigate the variations of physicomechanical properties of deteriorated rocks due to freeze-thaw weathering for the Jurassic granite specimens from Wonju, Gangwon-do. Each complete cycle of freeze and thaw was lasted 24 hours, comprising 2 hours saturating in vacuum chamber, 8 hours freezing at -20±1oC and 14 hours thawing at room temperature. Freeze-thaw cycles were implemented with measuring the index physical properties as well as geometries of microfractures. The seismic velocity was found to decrease with increasing freeze-thaw cycles. On the other hand, absorption tends to increase with freeze-thaw cycles. In the end, it was concluded that variations of the index properties of deteriorated specimen depend on its initial properties and flaws in rock. The size and density of the traces of the microfracture on slab specimen were changed continuously with increasing freeze-thaw weathering. The results obtained in this study show that the box fractal dimension(DB) has the strong capability of quantifying the combined effect of size and density of the microfractures.

목차

1. 서 론

2. 동결-융해 시험

3. 물성변화

4. 미세균열 발현특성

5. 결 론

키워드

weathered rocks freeze-thaw granite microfracture fractal dimension 풍화암 동결-융해 화강암 미세균열 프랙털 차원