Estimation of Chemical Weathering Index and Rock Property Reduction Considering Anisotropy of Clastic Sedimentary Rock in Korea

The anisotropy of mudstone and shale was higher than that of fault zone rocks in the Kyungsang Basin. Weathering indices were estimated using whole rock analysis (X-ray fluorescence analysis) on clastic sedimentary rocks.

연구 배경

자생암은 석탄층을 포함하여 총 14개의 암석종으로 구분되었다(Fig. 퇴적암, 특히 임계응력이 낮아 풍화작용이 빠른 것으로 알려진 암석).

Fig. 1.1 Geologic map of Korea(1/1,000,000)(National Disaster Management

연구의 필요성

또한, 최근 이암, 셰일 등으로 구성된 퇴적암과 천매암, 셰일 등 변성 퇴적암의 지층 붕괴로 인해 시설물 피해가 많이 발생하고 있다. 특히 최근 붕괴는 이암, 셰일, 천매암, 셰일 등 퇴적암과 변성암에서 발생했다.

연구의 내용

압축강도와 풍화정도에 따른 퇴적암. 이 방법은 암석의 수분 함량과 풍화 지수 사이의 상관 관계를 결정하는 데 사용되었습니다.

Fig. 2.1 Types of clastic sediments and sedimentary rocks(copyright 2000 John Wiley & Sons, Inc.)

이론적 배경

대자율이방성

여기서 κ는 재료의 고유한 자기 특성을 결정하는 비례 상수입니다. 일반적으로 큰 자율성 κ는 6개의 독립적인 구성 요소를 갖습니다.

Table 2.1. Magnetic susceptibility of various materials

암석의 풍화

물리적(기계적) 풍화작용
화학적 풍화작용
생물학적 풍화작용

화학적 풍화에 의해 침출된 원소의 양과 이동성은 광물을 구성하는 원소의 유형에 따라 달라집니다. 화학적 풍화 후 거친 광물의 안정성은 유형에 따라 다릅니다.

풍화지수

암석의 풍화상태에 대하여 다양한 분류가 제안되어 있으며, 일반적인 분류기준은 표 2.2와 같다. 실내 테스트 결과를 바탕으로 날씨 정도에 따라 값의 범위를 설정하였다.

Table 2.2 Classification of rock weathering conditions(continued) States of

암반등급과 암반정수 산정

암반의 분류 기준
암의 정수 산정

퇴적암의 풍화속도에 따른 특성과 일축압축강도. 진흙의 공학적 특성과 진흙층의 터널 건설 사례.

Table 2.4 Previous studies of weathering degree evaluation of sedimentary rocks

대자율이방성

방향에 따라 달라지는 것을 자기이방성이라고 합니다. 큰 자기 이방성의 크기와 자기 전구체.

Fig. 3.2 T-P J diagram(Jelinek, 1981; Hrouda, 1982)

퇴적암의 풍화도

개요
전암분석
화학적 풍화지수
물리적 풍화지수

화학적 풍화 지수(CIW)는 식 (3.13)으로 제안되었습니다. CIA는 풍화지수 또는 화학적 열화지수라고도 합니다.

Table 3.1 은 연구에 적용한 풍화지수를 정리하여 나타낸 것이다 .

암의 정수 저감치 산정

개요
풍화가속실험
풍화정도에 따른 암 정수 해석

사암, 이암 및 셰일에 대해 계산된 풍화 지수의 V, SAR 및 SITI 풍화 플롯. 사암, 이암, 셰일의 풍화지수는 풍화 정도에 따라 선형적으로 증가한다. CIW 지수는 장석의 풍화 정도를 구별하는 능력을 높일 수 있습니다.

대구지역 사암과 셰일을 대상으로 가속산성용액풍화실험을 실시하였다. 연약한 셰일 암석은 단단한 암석에 비해 풍화가 가속화되는 환경에서 강도가 급격히 감소하는 것으로 나타났습니다. 화학적 풍화지수 분석 결과, 사암, 이암, 셰일은 장석의 풍화를 기준으로 하였다.

Fig. 3.9 Frequency distribution of unconfined compressive strength for rock types(National Disaster Management Research Institute, 2010)

시험결과 및 분석

시료 채취 지역

쇄설성 퇴적암의 이방성을 판단하기 위해 퇴적암 분포지역 4개 지역과 화성암(화강암, 화산암) 분포 지역에서 총 267개의 시료를 분석하였다. 영주대는 예천전단대가 통과하는 단층대이다. 화강암과 퇴적암은 변성되어 엽리가 발생합니다. 퇴적암의 기본암은 이암과 셰일이었으나, 현재는 변성퇴적암으로 널리 분포되어 있다. 대구지역은 흑색 셰일과 연회색 사암의 전형적인 호상층으로 발달되어 있으며, 연구지역 중 단층대의 영향이 가장 적은 암석군이다.

부산의 경우 양산단층계의 영향을 받는 지역은 동쪽에서 동래단층에 인접한 금정산, 서면, 다대포 지역과 강서지역의 모량단층 확장 지역이다. 서면지역에는 이암과 셰일이 분포하지 않으나, 단층대의 이방성을 확인하기 위해 대상지역으로 포함시켰다. 다대포는 경상지역 다대포분지가 위치하고 강서지역에는 경상지역 밀양분지가 발달하여 이암 및 셰일의 확산빈도가 높고 고지대에 속한다.

Fig. 4.1 Map of sampling locations for anisotropy assessment

이방성 산정

동일한 지각 운동에 대해 퇴적암의 변형 속도가 크다는 것을 알 수 있습니다. 특히, 전단지대에서의 변형률은 셰일/이암의 변형율과 거의 동일하여 화강암이라도 전단파쇄대에 위치할 경우 상당한 이방성을 나타냄을 알 수 있다. 화강암이 단층대에 위치할 경우, 셰일의 경우 변형의 형상이 편평하여 퇴적암의 특성인 퇴적면에 변형이 집중되는 것을 의미한다.

반면, 대형자율타원체의 형상지수는 두 지역 모두 평탄지역이 절대적으로 지배하고 있으나, 다대포지역의 형상지수는 대구지역의 셰일에 비해 작은 값을 보이고 있다. 다대포 지역의 변형 정도가 높은 것은 이를 관통해 동쪽으로 흐르는 양산단층의 영향으로 추정된다. 큰 자율이방성을 통해 단층을 포함한 지각변형이 없는 경우에도 퇴적암 중 이암과 셰일의 형성단계에서 층리면 주변에서 이방성이 관찰되며, 정도에 따라 단층과 유사한 정도의 변형을 보인다. 위치에 -P.J.