경주 감은사지 삼층석탑(서탑)에 발달한 표면균열에 대한 연구: 2층 탑신과 3층 옥개석의 사례 A study on the Surface Cracks in the West Stone Pagoda of Gameunsa Temple Site, Gyeongju, Korea: Examples from the second story stone body and the third story capstone원문보기
국보 제 112호로 지정되어 있는 감은사지 삼층석탑(서탑)은 표면 풍화로 인한 훼손 상태가 심각하여 빠른 시간 내에 보수되어야 한다. 표면균열에 대한 부분적인 관찰 결과 2층 탑신면에는 수직균열이 발달한다. 이는 상하로 작용하는 강한 주 압축력에 평행하게 발달한 균열이 더욱 더 성장한 것이라고 판단된다. 균열 성장의 원인에는 이미 존재하던 수직균열을 이용한 화학적 풍화작용 및 생물학적 풍화작용이 가세했을 가능성이 높다. 3층 옥개석의 경우 표면균열은 북동방향과 북서방향으로 교차하는 향상으로 발달하고 있다. 3층 옥개석의 동쪽과 남쪽에서 많은 수의 균열이 관찰되며, 중심축에서 바깥쪽으로 잇는 수직균열과 바깥쪽의 수평균열들이 발달하고 있다. 한편, 3층 옥개석의 서쪽과 북쪽은 균열이 많이는 관찰되지 않으며, 대부분 수평균열이 발달하고 있다. 이는 중심축에서의 압축력이 모든 방향으로 동일하지 않으며, 무게 중심이 동쪽과 남쪽 방향으로 기울어져 이 방향으로 강한 압축력이 제공되는 것으로 판단된다.
국보 제 112호로 지정되어 있는 감은사지 삼층석탑(서탑)은 표면 풍화로 인한 훼손 상태가 심각하여 빠른 시간 내에 보수되어야 한다. 표면균열에 대한 부분적인 관찰 결과 2층 탑신면에는 수직균열이 발달한다. 이는 상하로 작용하는 강한 주 압축력에 평행하게 발달한 균열이 더욱 더 성장한 것이라고 판단된다. 균열 성장의 원인에는 이미 존재하던 수직균열을 이용한 화학적 풍화작용 및 생물학적 풍화작용이 가세했을 가능성이 높다. 3층 옥개석의 경우 표면균열은 북동방향과 북서방향으로 교차하는 향상으로 발달하고 있다. 3층 옥개석의 동쪽과 남쪽에서 많은 수의 균열이 관찰되며, 중심축에서 바깥쪽으로 잇는 수직균열과 바깥쪽의 수평균열들이 발달하고 있다. 한편, 3층 옥개석의 서쪽과 북쪽은 균열이 많이는 관찰되지 않으며, 대부분 수평균열이 발달하고 있다. 이는 중심축에서의 압축력이 모든 방향으로 동일하지 않으며, 무게 중심이 동쪽과 남쪽 방향으로 기울어져 이 방향으로 강한 압축력이 제공되는 것으로 판단된다.
The west stone pagoda of Gameunsa temple site(National Treasure No. 112) has been seriously damaged by surface weathering, and conservation treatment is needed. In the second story body stone, vertical cracks developed parallel to the main compressional axis. The vertical cracks seem to grow much mo...
The west stone pagoda of Gameunsa temple site(National Treasure No. 112) has been seriously damaged by surface weathering, and conservation treatment is needed. In the second story body stone, vertical cracks developed parallel to the main compressional axis. The vertical cracks seem to grow much more with the compression. Chemical and biological weathering along the vertical cracks could have enhanced the crack growth. In the third story capstone, the surface cracks strike toward NE and NW directions, which are intersecting each other. In the eastern and southern parts of the third story capstone, lots of vertical cracks develop along the lines from the axial center to outer rim, whereas horizontal cracks are easily observed at the outer rim of the capstone. On the other hand, a few horizontal cracks develop in the western and northern parts of the third story capstone. This fact indicates that the compression along the vertical axis is not uniform in direction. The west stone pagoda leans toward the east and the south, so it is considered that compression by deviatoric stress prevailed at these directions.
The west stone pagoda of Gameunsa temple site(National Treasure No. 112) has been seriously damaged by surface weathering, and conservation treatment is needed. In the second story body stone, vertical cracks developed parallel to the main compressional axis. The vertical cracks seem to grow much more with the compression. Chemical and biological weathering along the vertical cracks could have enhanced the crack growth. In the third story capstone, the surface cracks strike toward NE and NW directions, which are intersecting each other. In the eastern and southern parts of the third story capstone, lots of vertical cracks develop along the lines from the axial center to outer rim, whereas horizontal cracks are easily observed at the outer rim of the capstone. On the other hand, a few horizontal cracks develop in the western and northern parts of the third story capstone. This fact indicates that the compression along the vertical axis is not uniform in direction. The west stone pagoda leans toward the east and the south, so it is considered that compression by deviatoric stress prevailed at these directions.
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문제 정의
그 중에서도 표면균열은 문화재 손상을 야기시키는 가장 원천적인 요인이라 할 수 있다. 따라서 감은사지 삼층석탑(서탑)의 표면균열의 메커니즘을 통해 표면균열의 원인을 파악하고자 한다.
본 연구는 석탑 표면의 균열을 방향성을 측정하여감은 사지 삼층석탑(서탑)의 균열 메커니즘을 규명하는데 목적이 있다. 단, 보수처리가 진행 중이던 시기에 관찰이 용이하던 2층 탑신과 3층 옥개석을 주 대상으로 하였다.
대상 데이터
목적이 있다. 단, 보수처리가 진행 중이던 시기에 관찰이 용이하던 2층 탑신과 3층 옥개석을 주 대상으로 하였다. 이 연구결과는 감은사지 삼층석탑(서탑)의 향후 보존방안에 대한 보존과학적 자료로 활용될 수 있을 것이다.
성능/효과
1. 감은사지 삼층석탑(서탑)의 2층 탑신면에 나타나는 수직균열들은 상하로 작용하는 강한 주 압축력에 평행하게 발달한 균열이 더욱 더 성장한 것이라고 판단된다. 몰론 균열 성장의 원인에는 이미 존재하던 수직균열을 이용한 화학적 풍화작용 및 생물학적 풍화작용이 가세했을 가능성이 높다.
2. 감은사지 삼층석탑(서탑)의 3층 옥개석의 표면균열의 경우 모든 방향에서 북동방향과 북서방향으로 교차하는 양상으로 발달되어 있어 균열성장이 지속될 경우 이 균열의 방향으로 부재가 파손될 위험성이 증가할 것으로 판단된다.
3. 3층옥개석 표면에는 동쪽과 남쪽에서 많은 수의균열이 관찰되는데, 중심축에서 바깥쪽으로 잇는 균열이 발달하고 있으며, 바깥쪽에는 수평균열들이 발달하고 있다. 이와는 달리 서쪽과 북쪽에서는 균열의 수가 많지 않은 반면, 대부분 수평균열이 발달하고 있다.
감은사지 삼층석탑의 3층 옥개석의 각 부재에 나타나는 미세균열의 방향성을 측정한 결과 북동 옥개석은 N6°E~N8(TE, NeW-NSeW, 북서 옥개석은 N10PE~N88°E, N5°W~N64°W, 남서 옥개석은 N4°E~N88°E, N48°W~N50PW, 남동 옥개석은 N4°E~N5(FE, NiaW-NBCTW의 범위로 균열이 관찰된다(Table 1). 측정된 방향성을 도시해 보면 모든 방향(북동, 북서, 남동, 남서)에서 동일하게 북동과 북서 방향이 우세하게 나타난다(Fig.
관찰된다(Table 1). 측정된 방향성을 도시해 보면 모든 방향(북동, 북서, 남동, 남서)에서 동일하게 북동과 북서 방향이 우세하게 나타난다(Fig. 8). 따라서 균열성장이 지속될 경우 이 두 방향을 따라 부재가 파손될 위험성이 증가할 것으로 판단된다.
후속연구
, 2005). 따라서 감은사지 삼층석탑(서탑)의 보존처리를 위해서는 균열의 성장을 억제시킴과 동시에 석탑부재의 투수율을 저하시키는 방법을 함께 고려해야 할 것이다.
단, 보수처리가 진행 중이던 시기에 관찰이 용이하던 2층 탑신과 3층 옥개석을 주 대상으로 하였다. 이 연구결과는 감은사지 삼층석탑(서탑)의 향후 보존방안에 대한 보존과학적 자료로 활용될 수 있을 것이다.
참고문헌 (8)
김수진, 좌용주, 이찬희, 도진영, 조일원, 2006, 감은사지삼층석탑(서탑) 강화처리제 선정 및 신석 제작용 석재연 구. 국립문화재연구소, 218p
Yamada, T., Aoki, H., Takahashi, M. and Matsukura, Y., 2005, Effect of rock properties on rates of salt weathering: A laboratory experiment. Journal of the Japan Society of Engineering Geology, 46, 72-78
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