석조문화재 풍화특성 평가를 위한 저주파 결함 탐지기의 적용성

Abstract

우리나라 석조문화재는 전국적으로 많은 수가 분포하고 있다. 야외에 노출된 석조문화재는 시간이 경과함에 따라 자연적, 인위적 요인에 의해 변형, 훼손되거나 심한 경우에 파괴에 이르기도 한다. 따라서 석조문화재의 보존과 복원을 위해 이들을 구성하고 있는 암석에 대한 풍화특성을 규명하는 것이 매우 중요하다. 석조문화재의 특성상 이들의 풍화특성을 검토하기 위해 화학적 및 광물학적 반응을 대상에게 직접 일으키거나 이들로부터 시료를 채취하여 역학적 및 물리적 성질을 알아내는 것은 어려운 일이다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 비파괴 탐사기술을 이용한 연구가 활발하게 진행되었다. 본 연구에서는 표면요철에도 측정이 용이한 저주파 결함 탐지를 사용하여 화순 운주사에 위치한 석조문화재를 대상으로 풍화특성을 살펴보았다. 연구 결과, 석조문화재를 구성하는 암석과 동일한 신선한 시료에 대한 평균종파속도는 4,008 m/s로 보통암에 해당한다. 석불의 왼쪽 영역은 종파속도가 917 m/s ∼ 4,867 m/s 사이에 분포하였으며, 대부분은 1,000 m/s ∼ 3,000 m/s 사이에 집중된다. 왼쪽 영역의 평균종파속도는 2,257 m/s이다. 오른쪽 영역의 종파속도는 최저 1,083 m/s ∼ 최고 6,000 m/s 사이에 분포하였으며, 대부분은 1,500 m/s ∼ 3,000 m/s와 3,500 m/s ∼ 4,500 m/s 사이에 집중된다. 오른쪽 영역의 평균종파속도는 3,437 m/s이다. 속도 결과에 따른 풍화지수 계산 결과 평균풍화지수는 왼편 0.45, 오른편 0.21이며, 석불 전체풍화지수는 0.33이다. 이들 종파속도와 풍화지수 결과로부터 암석의 풍화특성을 살펴보면 왼편은 상당한 풍화가 진행되었고, 오른편은 보통풍화가 진행되었으며, 왼편이 오른편보다 풍화가 더 진행된 상태로 판단된다.