초록 ▼

현재 과거 어느 때보다 고대 문화유산에 대한 복원에 대한 국민적 관심이 증대되어 있고, 앞으로 문화재 복원에 대한 수요가 꾸준히 늘어날 것으로 예상되며 이에 따라 더욱 합리적이고 체계적인 복원 방법의 개발이 시급한 실정이다. 또한 일반적으로 고대 문화재에 대한 복원이 이루어질 경우 문화재 전문가의 경험에 의존하는 경우가 많으나, 석조문화재의 경우 그 하부지반이나 구조물의 안정성은 무엇보다 중요한 요소이므로 현대 공학기술을 적용시켜 신뢰성 있는 복원 방안을 모색하는 것이 타당하다. 석조문화재는 대체로 일정 형태의 석조유구를 쌓아올려

현재 과거 어느 때보다 고대 문화유산에 대한 복원에 대한 국민적 관심이 증대되어 있고, 앞으로 문화재 복원에 대한 수요가 꾸준히 늘어날 것으로 예상되며 이에 따라 더욱 합리적이고 체계적인 복원 방법의 개발이 시급한 실정이다. 또한 일반적으로 고대 문화재에 대한 복원이 이루어질 경우 문화재 전문가의 경험에 의존하는 경우가 많으나, 석조문화재의 경우 그 하부지반이나 구조물의 안정성은 무엇보다 중요한 요소이므로 현대 공학기술을 적용시켜 신뢰성 있는 복원 방안을 모색하는 것이 타당하다. 석조문화재는 대체로 일정 형태의 석조유구를 쌓아올려 구조물을 형성하는 형식을 가지며 그 중에서도 고대 석조교량의 교대부는 현대의 지반공학적 관점에서 볼 때 상부하중 및 토압을 받는 석축옹벽과 구조적으로 유사하다.
본 연구는 석조문화재 기초부의 공학적 복원을 위한 디지털 시뮬레이터 개발을 목표로 한다. 본 연구 방향을 요약하면 크게 다음의 세 가지로 나눌 수 있다. ① 석조문화재 복원을 위한 하부지반 거동에 대한 기초적인 연구, ② 석재유구의 역학적 거동을 이해하기 위한 기초 실험 연구, ③ 석조문화재 기초부 복원을 위한 디지털 시뮬레이터 개발이다.
먼저 하부지반 거동에 대한 기초적인 연구는 주로 큰 변형을 일으키는 연약 점성토 지반에 대해 이루어졌다. 파괴이전의 점성토지반의 변형거동을 보다 수학적으로 정밀하게 표현하기 위해 strain response envelope을 singular value decomposition 기법을 응용하여 표현하는 방법을 제시하였다. 시카고 점토 및 카올리나이트 점토의 실험 결과를 토대로 응력경로시험 결과 및 벤더엘리먼트 측정 결과를 분석한 후 이로부터 문화재 기초 하부지반의 거동에 대한 기초적인 연구를 수행하였고 이에 따른 성과를 제시하였다.
석재유구의 역학적인 거동을 이해하기 위해 모형 토립자 및 석재유구를 만들었고, 내부의 역학적인 반응을 육안으로 관찰하기 위해 photoelasticity 기법을 사용하였다. 아래 그림 1과 같이 투명한 재질의 물체에 반사도료를 착색하면 모형체의 응력변형을 정량적으로 확인할 수 있다. 이러한 특성을 이용하여 모형 석축옹벽을 제작하고 실험하였고, 석축옹벽의 안정성을 육안으로 확인할 수 있었다.
고대 석조문화재인 석축옹벽의 변형 특성을 유한요소해석 기법을 이용한 디지털 시뮬레이팅 방법으로 전체적인 거동을 모사할 수 있었다. 그림 2는 수치해석을 통해 얻은 5단 석축옹벽의 파괴직전 횡방향 변위의 분포를 보여준다. 정밀한 모형시험과 해석을 통해 비과학적인 접근으로 복원되었던 문화재는 공학적인 측면에서 재해석될 수 있다.
향후 3년간 추가 지원으로 통해 본 연구가 지속적으로 추진되며, 조적식 석축구조물에 대한 현대적인 재해석이 보다 광범위하게 이루어질 수 있을 것으로 판단된다. 현재는 매우 단순한 전면기초 형태의 구조물을 대상으로 하였으나, 향후 추가 지원이 이루어진다면 보다 광범위한 문화재 형태에 대해 접근할 수 있을 것이라 판단된다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 37
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 37
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 38
• Ⅲ. 연구성과 ... 39