토목지질학

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1. 개요
2. 역사
3. 주요 역할
4. 연구 범위
5. 지질 재해 및 불리한 지질 조건
6. 토질 및 암반 역학
7. 연구 방법 및 보고
참조

1. 개요

토목지질학은 지질학의 한 분야로, 19세기 말과 20세기 초에 학문으로 인정받아 토목 공사에 지질학적 지식을 적용하는 학문이다. 공학 지질학자는 토지 형태와 지구 프로세스를 해석하여 토목 구조물 및 개발에 영향을 미치는 지질학적 위험을 식별하고, 토질역학, 암반역학 등 관련 분야를 활용하여 지진, 산사태 등 지질 재해를 평가하고 완화하는 역할을 한다. 연구 방법으로는 지질 매핑, 문헌 검토, 샘플링, 지구물리 탐사 등이 있으며, 최종적으로 토목 지질 보고서를 작성한다.

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돌망태는 철망이나 강선 상자에 돌을 채워 하천 제방, 해안선, 사면 보호 등 토목 공학적 용도 외에 옹벽, 방음벽, 군사적 요새, 항공기 방호벽 등으로 다양하게 사용되는 구조물이다.

토목지질학
학문 개요
학문명	토목지질학
영어명	Engineering geology
설명	지질학을 공학 실무에 응용하는 학문
관련 분야	광업 지질학 법의학 지질학 군사 지질학
주요 내용
주요 구성 요소	광물 암석 퇴적물 판 구조론 지층 풍화 침식 지질 시대
법칙, 원리, 이론	층서학적 원리 원래 수평성의 원리 중첩의 법칙 측방 연속성의 원리 교차 절단 관계의 원리 동물군 천이의 원리 포함물 및 구성 요소의 원리 발터의 법칙
연구 분야	지구화학 광물학 퇴적학 암석학 지구 내부 구조
지형 구조	지형학 빙하학 구조지질학 화산학
지질학적 역사	지구의 지질학적 역사
연구
방법	지질 조사
연구 분야	지질학 분과
관련 인물	지질학자 (목록)

2. 역사

지질학 연구는 현대적 형태를 갖춘 지 오래되었지만, 토목지질학은 19세기 말과 20세기 초에 이르러서야 비로소 학문 분야로 인정받고 실질적인 활동이 시작되었다. 1880년에는 윌리엄 페닝(William Penning)이 "토목지질학"이라는 제목의 첫 번째 책을 출판했다. 20세기 초, 미국 최초의 토목지질학자로 여겨지는 찰스 피터 버키(Charles Peter Berkey)는 뉴욕시의 여러 급수 프로젝트에 참여했으며, 이후 후버 댐과 수많은 다른 토목 프로젝트에도 참여했다. 1914년에는 리스(Ries)와 왓슨(Watson)이 미국 최초의 토목지질학 교과서를 저술했다. 1921년에는 브리티시컬럼비아 대학교 응용과학부 초대 학장인 레지널드 W. 브록(Reginald W. Brock)이 지질공학 학사 및 석사 과정을 처음으로 개설하면서 공학적 기반을 갖춘 학생들이 최고의 실무 지질학자가 될 수 있다고 강조했다.

1925년, 오스트리아에서 훈련받은 엔지니어이자 지질학자인 칼 터자기(Karl Terzaghi)는 토질역학에 관한 최초의 텍스트(에르트바우메카니크/ErdbauMechanik^de)를 출판했다. 터자기는 토질역학의 아버지로 알려져 있지만, 지질학에도 큰 관심을 가졌으며, 토질역학을 토목지질학의 하위 분야로 간주했다. 1929년, 터자기는 레들리히(Redlich)와 캄페(Kampe)와 함께 토목지질학 텍스트(인게니외르겡올로기/Ingenieurgeologie^de)를 출판했다.

1928년 캘리포니아의 세인트 프란시스 댐 붕괴로 426명이 사망하면서, 토목 공사에 지질학자의 필요성이 전 세계적으로 주목받았다. 그 후 몇 년 동안 발생한 더 많은 공학적 실패는 대규모 토목 프로젝트에 토목지질학자의 참여를 더욱 촉구했다.

1951년에는 미국 지질학회 토목지질학부 집행위원회에서 "토목지질학자" 또는 "전문 토목지질학자"에 대한 초기 정의 중 하나를 제시했다. 토목지질학은 다양한 종류의 암석을 연구한다.

2. 1. 초기

지질학 연구는 현대적 형태를 갖춘 지 오래되었지만, 토목지질학은 19세기 말과 20세기 초에 이르러서야 비로소 학문 분야로 인정받고 실질적인 활동이 시작되었다. 1880년에는 윌리엄 페닝(William Penning)이 "토목지질학"이라는 제목의 첫 번째 책을 출판했다. 20세기 초, 미국 최초의 토목지질학자로 여겨지는 찰스 피터 버키(Charles Peter Berkey)는 뉴욕시의 여러 급수 프로젝트에 참여했으며, 이후 후버 댐과 수많은 다른 토목 프로젝트에도 참여했다. 1914년에는 리스(Ries)와 왓슨(Watson)이 미국 최초의 토목지질학 교과서를 저술했다. 1921년에는 브리티시컬럼비아 대학교 응용과학부 초대 학장인 레지널드 W. 브록(Reginald W. Brock)이 지질공학 학사 및 석사 과정을 처음으로 개설하면서 공학적 기반을 갖춘 학생들이 최고의 실무 지질학자가 될 수 있다고 강조했다.

1925년, 오스트리아에서 훈련받은 엔지니어이자 지질학자인 칼 터자기(Karl Terzaghi)는 토질역학에 관한 최초의 텍스트(독일어)를 출판했다. 터자기는 토질역학의 아버지로 알려져 있지만, 지질학에도 큰 관심을 가졌으며, 토질역학을 토목지질학의 하위 분야로 간주했다. 1929년, 터자기는 레들리히(Redlich)와 캄페(Kampe)와 함께 토목지질학 텍스트(독일어)를 출판했다.

1928년 캘리포니아의 세인트 프란시스 댐 붕괴로 426명이 사망하면서, 토목 공사에 지질학자의 필요성이 전 세계적으로 주목받았다. 그 후 몇 년 동안 발생한 더 많은 공학적 실패는 대규모 토목 프로젝트에 토목지질학자의 참여를 더욱 촉구했다.

1951년에는 미국 지질학회 토목지질학부 집행위원회에서 "토목지질학자" 또는 "전문 토목지질학자"에 대한 초기 정의 중 하나를 제시했다. 토목지질학은 다양한 종류의 암석을 연구한다.

2. 2. 발전

지질학 연구는 현대적 형태를 갖춘 지 오래되었지만, 토목지질학은 19세기 말과 20세기 초에 이르러서야 비로소 학문 분야로 인정받고 실질적인 활동이 시작되었다. 1880년에는 윌리엄 페닝(William Penning)이 "토목지질학"이라는 제목의 첫 번째 책을 출판했다. 20세기 초, 미국 최초의 토목지질학자로 여겨지는 찰스 피터 버키(Charles Peter Berkey)는 뉴욕시의 여러 급수 프로젝트에 참여했으며, 이후 후버 댐과 수많은 다른 토목 프로젝트에도 참여했다. 1914년에는 리스(Ries)와 왓슨(Watson)이 미국 최초의 토목지질학 교과서를 저술했다. 1921년에는 브리티시컬럼비아 대학교 응용과학부 초대 학장인 레지널드 W. 브록(Reginald W. Brock)이 지질공학 학사 및 석사 과정을 처음으로 개설하면서 공학적 기반을 갖춘 학생들이 최고의 실무 지질학자가 될 수 있다고 강조했다.

1925년, 오스트리아에서 훈련받은 엔지니어이자 지질학자인 칼 터자기(Karl Terzaghi)는 토질역학에 관한 최초의 텍스트(독일어)를 출판했다. 터자기는 토질역학의 아버지로 알려져 있지만, 지질학에도 큰 관심을 가졌으며, 토질역학을 토목지질학의 하위 분야로 간주했다. 1929년, 터자기는 레들리히(Redlich)와 캄페(Kampe)와 함께 토목지질학 텍스트(독일어)를 출판했다.

1928년 캘리포니아의 세인트 프란시스 댐 붕괴로 426명이 사망하면서, 토목 공사에 지질학자의 필요성이 전 세계적으로 주목받았다. 그 후 몇 년 동안 발생한 더 많은 공학적 실패는 대규모 토목 프로젝트에 토목지질학자의 참여를 더욱 촉구했다.

1951년에는 미국 지질학회 토목지질학부 집행위원회에서 "토목지질학자" 또는 "전문 토목지질학자"에 대한 초기 정의 중 하나를 제시했다.

2. 3. 한국의 토목지질학

지질학 연구는 현대적 형태를 갖춘 지 오래되었지만, 토목지질학은 19세기 말과 20세기 초에 이르러서야 비로소 학문 분야로 인정받고 실질적인 활동이 시작되었다. 1880년에는 윌리엄 페닝(William Penning)이 "토목지질학"이라는 제목의 첫 번째 책을 출판했다. 20세기 초, 미국 최초의 토목지질학자로 여겨지는 미국에서 훈련받은 지질학자 찰스 피터 버키(Charles Peter Berkey)는 뉴욕시의 여러 급수 프로젝트에 참여했으며, 이후 후버 댐과 수많은 다른 토목 프로젝트에도 참여했다. 1914년에는 리스(Ries)와 왓슨(Watson)이 미국 최초의 토목지질학 교과서를 저술했다. 1921년에는 브리티시컬럼비아 대학교 응용과학부 초대 학장인 레지널드 W. 브록(Reginald W. Brock)이 지질공학 학사 및 석사 과정을 처음으로 개설하면서 공학적 기반을 갖춘 학생들이 최고의 실무 지질학자가 될 수 있다고 강조했다.

1925년, 오스트리아에서 훈련받은 엔지니어이자 지질학자인 칼 터자기(Karl Terzaghi)는 토질역학에 관한 최초의 텍스트(독일어)를 출판했다. 터자기는 토질역학의 아버지로 알려져 있지만, 지질학에도 큰 관심을 가졌으며, 토질역학을 토목지질학의 하위 분야로 간주했다. 1929년, 터자기는 레들리히(Redlich)와 캄페(Kampe)와 함께 토목지질학 텍스트(독일어)를 출판했다.

1928년 캘리포니아의 세인트 프란시스 댐 붕괴로 426명이 사망하면서, 토목 공사에 지질학자의 필요성이 전 세계적으로 주목받았다. 그 후 몇 년 동안 발생한 더 많은 공학적 실패는 대규모 토목 프로젝트에 토목지질학자의 참여를 더욱 촉구했다.

1951년에는 미국 지질학회 토목지질학부 집행위원회에서 "토목지질학자" 또는 "전문 토목지질학자"에 대한 초기 정의 중 하나를 제시했다.

3. 주요 역할

공학 지질학자의 가장 중요한 역할 중 하나는 토지 형태와 지구 프로세스를 해석하여 토목 구조물과 인간 개발에 큰 영향을 미칠 수 있는 잠재적인 지질학적 및 관련 인공 위험을 식별하는 것이다. 지질학적 배경은 공학 지질학자에게 지구가 어떻게 작동하는지에 대한 이해를 제공하며, 이는 지구 관련 위험을 최소화하는 데 매우 중요하다. 대부분의 공학 지질학자는 또한 토질역학, 암석역학, 지반공학, 지하수, 수문학, 그리고 토목 설계 분야에서 전문적인 교육과 훈련을 받은 대학원 학위를 가지고 있다. 공학 지질학자의 교육의 이러한 두 가지 측면은 지구-구조물 상호 작용과 관련된 위험을 이해하고 완화할 수 있는 독특한 능력을 제공한다.

4. 연구 범위

토목지질학 조사 및 연구는 다음의 경우에 수행될 수 있다.

주거, 상업 및 산업 개발을 위해
정부 및 군사 시설을 위해
우수 배수 시스템, 발전소, 풍력 터빈, 송전선, 하수 처리장, 정수 처리장, 파이프라인(수로, 하수도, 배출구), 터널, 비개착 건설, 운하, 댐, 저수지, 건물 기초, 철도, 대중교통, 고속도로, 교량, 내진 보강, 공항 및 공원과 같은 공공 사업을 위해
광산 및 채석 개발, 광산 찌꺼기 댐, 광산 복구 및 광산 터널링을 위해
습지 및 서식지 복원 프로그램을 위해
정부, 상업 또는 산업 유해 폐기물 복구 현장을 위해
해안 공학, 모래 보충, 절벽 또는 해안 절벽 안정성, 항만, 부두 및 해안 개발을 위해
해상 배출구, 시추 플랫폼 및 해저 파이프라인, 해저 케이블을 위해
기타 유형의 시설을 위해.

5. 지질 재해 및 불리한 지질 조건

일반적인 지질 재해 또는 토목지질학자가 평가하고 완화하는 기타 불리한 지질 조건은 다음과 같다.

지진 활동이 활발한 단층의 단층 파열
지진 및 지진 재해 (지반 진동, 액상화, 관성, 측방 유동, 쓰나미 및 세이시 현상)
산사태, 이류, 낙석, 토석류, 및 눈사태 재해
불안정한 사면 및 사면 안정
침식
슬레이킹 및 융기와 같은 지질 형성, 예를 들어 동상 융기
지반 침하 (예: 지하수 추출, 싱크홀 붕괴, 동굴 붕괴, 유기 토양의 분해 및 지각 변동 운동으로 인한)
화산 재해 (화산 폭발, 온천, 화산쇄설류, 토석류, 토석 사태, 화산 가스 배출, 화산 지진)
중장비 해체 또는 발파가 필요한 해체 불가능 또는 해체 가능한 수준
약하고 붕괴 가능한 토양, 기초 지지력 실패
얕은 지하수/침투
기타 유형의 지질 제약

토목 지질학자 또는 지구물리학자는 토공 건설 중 사전 발파의 필요성을 평가하고, 발파 중 진동으로 인한 관련 영향을 평가하기 위해 토양(암석) 재료의 굴착성 (즉, 해체성)을 평가하도록 요청받을 수 있다.

6. 토질 및 암반 역학

토질역학은 공학 역학, 예를 들어 운동학, 역학, 유체역학, 재료역학의 원리를 적용하여 토양의 역학적 거동을 예측하는 학문이다. 암반역학은 암석 및 암반의 역학적 거동에 대한 이론 및 응용 과학이다. 즉, 물리적 환경의 힘장에 대한 암석 및 암반의 반응과 관련된 역학의 한 분야이다. 기본적인 과정은 모두 다공성 매체의 거동과 관련이 있다. 토질역학과 암반역학은 함께 많은 공학적 지질 문제 해결의 기초가 된다.

7. 연구 방법 및 보고

토목지질학자가 연구에 사용하는 방법은 다음과 같다.

지질 구조, 지질 형성, 토양 단위 및 위험 요소에 대한 지질 현장 매핑
지질 문헌, 지질도, 토질 역학 보고서, 엔지니어링 계획, 환경 보고서, 입체 항공 사진, 원격 감지 데이터, GPS 데이터, 지형도 및 위성 이미지 검토
굴착, 시추공, 백호우 시험 구덩이 및 참호, 단층 참호, 불도저 구덩이에서 토양/암석 재료의 샘플링 및 기록
지구물리 탐사(예: 탄성파 굴절 탐사, 전기 비저항 탐사, 지표 투과 레이더 (GPR) 탐사, 자력계 탐사, 전자기 탐사, 고해상도 해저 프로파일링 및 기타 지구물리적 방법)
변형 모니터링은 수동 또는 자동 변형 모니터링 시스템을 사용하여 대상에 응력을 가한 결과로 객체의 모양 또는 치수가 변경되는 것을 체계적으로 측정하고 추적하는 것이다.

현장 조사는 일반적으로 데이터 분석과 토목 지질 보고서, 토질 역학 보고서 또는 설계 요약, 단층 위험 또는 지진 위험 보고서, 지구물리 보고서, 지하수 자원 보고서 또는 수리지질 보고서의 작성으로 절정에 이른다. 토목 지질 보고서는 엔지니어링 작업의 개발 및 상세 설계를 위한 목표, 방법론, 참고 문헌, 수행된 테스트, 발견 사항 및 권장 사항을 설명한다. 토목 지질학자는 또한 지형도, 항공 사진, 지질도, 지리 정보 시스템 (GIS) 지도 또는 기타 지도 기반의 지질 데이터를 제공한다.

참조

_[1] 웹사이트 engineering geology https://www.britanni[...]
_[2] 웹사이트 How to become an engineering Geologist? https://www.environm[...]
_[3] 웹사이트 What is Engineering Geology? https://geology.buzz[...]
_[4] 웹사이트 Importance of Geology in Civil engineering - Civil Wale https://civilwale.co[...]
_[5] 서적 지질공학 - 원리와 실제 도서출판 씨아이알

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