동결-융해에 따른 무등산 응회암의 탄성파 속도 특성 (Seismic Wave Velocity Characteristics of the Mudeungsan Tuff under the Influence of Freeze-Thaw)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질공학회
· 수록지 정보 : 지질공학 / 34권 / 3호 / 367 ~ 379페이지
· 저자명 : 강성승, 노정두

초록

본 연구는 무등산 국립공원 주상절리대의 장기적 안정성을 평가하기 위하여 무등산 국립공원 기후 조건을 고려한 인공풍화 시험을 실시해 무등산 응회암의 물성 변화를 분석하였다. 이를 위하여 약 20년간의무등산 국립공원 기후를 조사하였고, 이를 기반으로 동결융해 온도 조건을 -20~30°C로 설정하였다. 인공풍화에 따른 물성 변화는 탄성파 속도를 측정하여 분석하였고, 동결융해 40회 반복마다 측정하였다.
무등산 응회암의 생성기원과 균열 분포 등을 고려하여 탄성파 속도는 시료 축방향의 면과 방사방향을 일정 간격으로 구분하여 생성된 교차점 24곳에 대해 측정하였다. 초기 암석의 축방향 탄성파 속도는 5,187~5,367 m/s, 방사방향 속도의 경우 4,001~5,290 m/s로 나타났다. 동결융해 200회 반복 시험 결과 축방향 탄성파 속도는 MT-1는 5.53%, MT-2 는 4.89%, MT-3은 5.36% 감소하였고, 방사방향 탄성파 속도의 경우 MT-1은 20.00%, MT-2는 17.02%, MT-3은 19.84% 감소하였다. 동결융해 반복에 따른 무등산 응회암의 탄성파 속도 감소율은 탄성파 속도가 느릴수록 크게 나타났다. 축방향 속도는 동결융해 120회 반복 이후풍화의 가속화가 발생하였고, 방사방향의 경우에는 동결융해 시험 시작과 동시에 풍화가 활발히 진행된 것으로 판단된다. 결과를 종합하면 탄성파 속도가 느리면 인공풍화에 의한 탄성파 속도 감소량이 크게 나타나 풍화에 취약한 것으로 사료 된다. 이를 통하여 무등산 응회암과 주상절리는 생성 기원 등으로 인한 이방성이 뚜렷한 것으로 판단되고 무등산 국립공원 주상절리대 현장 조사 및 안정성 평가 시 이를 면밀히 조사해야 할 것으로 판단된다.

영어초록

We analyzed the changes in the properties of the Mudeungsan tuff by conducting an artificial wea thering experiment based on the climatic conditions of Mudeungsan National Park, to evaluate the long-term stability of the columnar jointing in the tuff. The climate of Mudeungsan National Park over 20 years suggests the temperature conditions for freeze-thaw are -20 to 30°C. The change in tuff pro perties due to weathering were estimated by measuring the elastic wave velocity, which was measured after every 40 freeze-thaw cycles. Based on the origin of the Mudeungsan tuff and fracture distribution in the tuff, the elastic wave velocity in samples from 24 locations was measured at regular intervals in the axial and radial directions. The axial elastic wave velocity of the Mudeungsan tuff is 5,187~5,367 m/s, and the radial elastic wave velocity is 4,001~5,290 m/s. As a result of 200 freeze-thaw cycles, the axial elastic wave velocity decreased by 5.53% for sample MT-1, 4.89% for MT-2, and 5.36% for MT-3. The radial elastic wave velocity decreased by 20.00% for MT-1, 17.02% for MT-2, and 19.84% for MT-3. The decrease in elastic wave velocity due to the freeze-thaw cycles is greater for low values of elastic wave velocity. For the axial elastic wave velocity, the weathering is accelerated after 120 cycles and, for the radial elastic wave velocity, weathering actively progresses from the start of the freeze-thaw cycles. In summary, for a low elastic wave velocity, experimental weathering results in a large decrease in elastic wave velocity. In addition, the Mudeungsan tuff and its columnar joints have a distinct anisotropy.

참고자료

· 없음