백록담 암벽붕괴에 관련된 한라산 조면암의 공학적 특성

Abstract

한라산조면암 분포지역의 지질학적 및 지형학적 특성을 조사하였으며, 풍화단계별로 조면암시료를 채취하여 편광현미경 관찰, 전자현미경 관찰, X선-회절분석, 화학분석, 공학적 물성시험 등을 실시하였다. 풍화단계에 따른 밀도, 비중, 흡수율, 공극율, 탄성파 속도, 일축압축강도, 압열인장강도, 점하중강도, 슬레이크내구성지수 등의 물성시험을 통하여 물리적 특성변화를 분석한 결과 한라산조면암이 풍화진행에 의해 물리적 특성과 역학적 강도가 저하되어 있음을 알 수 있었다. 또한 광물ㆍ암석학적인 연구와 X선-회절분석을 통하여 풍화에 따른 구성광물의 변화와 변질광물의 생성, 미세균열의 발달, 조직의 변화 등을 관찰하였으나 화학적 풍화작용을 지시하는 2차 변질광물 특히, 점토광물은 관찰되지 않았다. 광물·암석학적 특성변화, 화학적 특성변화와 공학적 연구결과를 바탕으로 백록담을 구성하는 조면암체의 풍화특성과 원인을 고찰하여 풍화미캐니즘을 규명하였다. 연구지역에 분포하는 조면암은 수직절리인 냉각절리의 발달, 박리, 층상절리의 발달과 동파 및 동결쐐기작용에 의한 암석의 파괴, 이에 따른 암석의 약화를 통하여 현재의 풍화상태와 지형기복 및 암벽붕괴를 보여주며 기계적 풍화작용이 연구지역에서 가장 중요한 풍화 미캐니즘으로 작용하는 것으로 판단된다.

Geology and topography of Baekrokdam area has been investigated. Also, Hallasan trachyte samples of different weathering grades has been collected and the microscopic observation, electron microscopic observation, X-ray diffraction analysis, chemical analysis, and engineering property tests have been conducted. The change of rock properties due to weathering has been examined by measuring density, specific gravity, absorption ratio, porosity, seismic velocity, unconfined compressive strength, brazilian strength, point load strength, slake durability. The results illustrate that physical properties and strength of Hallasan trachyte have been deteriorated according to the weathering grades. Also, through mineralogical-petrographical analysis and X-ray diffraction analysis the phase change of constituting minerals, the growth of secondary minerals, the development of micro-cracks and the fabric changes due to weathering have been observed. Formation of secondary minerals (especially clay minerals) by chemical weathering is not identified. Based on the results of these tests variations of mineralogical-petrographical properties, chemical and physical properties of trachyte with respect to the degree of weathering have been analysed. Also, weathering mechanism of Hallasan trachyte has been delineated by the peculiar features of weathering process. It indicate that the development of sheeting joint, exfoliation and rock failure due to frost wedging, frost splitting are closely linked to the weathering of trachyte distributed in the western region of Baekrodam. This is probably due to mechanical weathering processes and it is the major cause of weathering mechanism of Hallasan trachyte.