• Home
  • E-submission
  • Sitemap
  • Contact us
J. Conserv. Sci Search

CLOSE


J. Conserv. Sci > Volume 41(1); 2025 > Article
하동 쌍계사 진감선사탑비의 손상도 진단과 물성 평가

초 록

하동 쌍계사 진감선사탑비는 통일신라 후기를 대표하는 승탑비로, 전쟁과 지진 등에 의해 다양한 손상을 입은 것으로 알려져 왔다. 이 탑비의 귀부는 전형적인 화강암질 편마암이 며 비신과 이수는 불균질한 조직을 갖는 섬록암이다. 비파괴 손상도 평가 결과, 탑비의 전체 균열지수(CI)는 5.09이나, 특히 비신의 정면에서 9.81로 매우 심한 상태를 보였다. 초음파 속도 로 측정한 전체 석재의 물성은 모두 약간 풍화된 등급(SW)으로 비교적 건전성을 유지하고 있 다. 그러나 To-Tc 법으로 비신 균열대의 깊이를 분석하면 최소 8.97 mm가 산출된다. 최대 심도 는 비신 두께(230 mm)를 초과하는 관통상 균열도 나타나며, 주로 비신의 상부에 밀집해 있다. 이 결과는 탑비의 안정적 보존을 위한 중요한 자료가 될 것이며, 보수 및 정비 이후에도 주기적 모니터링을 통해 예방보존 차원의 관리가 지속되어야 한다.

ABSTRACT

The Stele of Master Jingamseonsa at Ssanggyesa temple in Hadong is a stele representing the late Unified Silla period, and has been known to suffer various damages due to war and ear thquakes. The pedestal stone of the Stele is typical granitic gneiss, while the body and the cr own stones are diorite with heterogeneous textures. As a result of the non destructive deterioration assessment, the overall crack index (CI) with the Stele was 5.09, but it showed very serious state at 9.81 on the front. The physical properties of the stones measured by ultrasonic velocity were all slightly weathered (SW) grade and maintain healthy status. However, when the crack depths in the body stone was analyzed using the To-Tc method, the minimum depth is calculated to be 8.97 mm. The maximum depth exceeds the thickness of the Stele (230 mm), and appear penetrating cracks with concentrated mainly in the upper part. These results will be important data for stable preservation of the Stele, and preventive conservation should continue through periodic monitoring even after maintenance and repair.

1. 서 언

하동 쌍계사 진감선사탑비는 승려 혜소의 공덕과 법력을 기록한 승탑비로, 귀부와 비신 및 이수의 형태를 모두 갖춘 통일신라 후기의 문화유산이다(Figure 1). 귀부는 용두가 조각되어 있고 등은 육각형 모양의 귀갑문을 홑겹으로 조각하였다. 비신에는 비문이 적혀있으며, 이는 최치원이 왕명을 받아 찬한 것으로 사산비명 중 하나이다. 비문은 진감선사의 행적과 당시 사회제도 및 불교문화 등에 대한 정보를 담고 있는 귀중한 사료이다(National Institute of Cultural Heritage, 2020).
이수는 구슬을 중심으로 반룡이 몸으로 감싼 모습을 조각하였고, 앞면 중앙에는 ‘당해동고진감선사비’라는 비명이 양각되어 있다. 특징적으로 이수의 꼭대기에는 보주가 얹어져 있는데 이러한 양식은 다른 비에서는 나타나지 않는 독특한 형식이다(Korea Heritage Service, 2025). 비록 비신은 심하게 손상되었으나, 귀부와 이수의 보존상태는 양호하며 화려한 조각 장식은 통일신라시대 탑비의 대표적 작품으로 평가할 수 있다.
진감선사탑비에는 오랜 시간 야외에 노출되어 발생한 자연적 풍화와 전쟁 및 자연재해에 의한 훼손 등 다양한 손상유형이 나타난다. ‘중록쌍계사사적기’에는 쌍계사가 왜란의 피해를 입었다고 전해지는데, 사훼로 표현한 것으로 보아 전소될 만큼 피해가 심각했으며 탑비 또한 큰 영향을 받았을 것으로 보았다(Hong, 2016).
탑비에 발생한 손상유형 중 가장 현저한 것이 비신에 있는 크고 작은 균열이다. 일부 수직으로 발달하였으며 비신을 관통하기도 하였다. 이 균열은 언제 어떻게 발생하였는지 정확히 알 수 없으나, 1916년 조선고적도보의 사진에서도 확인된다. 따라서 여러 차례 보존처리를 수행하였고, 비신의 양측면을 수직으로 감싸며 스테인리스 스틸 프레임으로 보강하였다(Figure 1B1D).
그러나 이 탑비는 인문학적 연구를 제외한 석재의 암석학적 특성과 손상상태 등 보존과학적 검토는 거의 없다. 따라서 이 연구에서는 진감선사탑비의 현황을 상세히 기록해 손상도를 평가하였으며, 탑비를 구성하는 석재의 재질특성을 규명하였다. 모든 석재는 초음파 속도 측정을 통해 풍화상태와 물성을 분석하였다. 또한 비신에 발생한 균열의 심도를 해석해 탑비의 장기적 보존관리 방안 및 올바른 보존처리를 위한 기초자료를 구축하였다.

2. 연구방법

이 연구를 위해 하동 쌍계사와 진감선사탑비에 대한 인문학적 자료를 검토하고 탑비의 보존현황을 파악하였다. 또한 탑비의 석재에 대한 암석광물학적 특성과 손상도 기록화와 초음파 물성 및 균열심도 측정 등 비파괴 진단을 수행하였다.
석재의 산출상태와 조직적 특성을 분석하기 위해 정밀 육안관찰과 휴대용 실체현미경(Dino-Lite AD7013 MZT, Taiwan)을 사용하였다. 또한 석재의 미세자화 강도 분석을 위해 전암대자율(ZH Instrument SM30, Czech)을 측정하였다. 측정기는 10-7 SI unit의 측정한계를 가지나, 대자율의 세기는 10-3 SI unit으로 표기하였다.
석재의 암석광물학적 특성을 살펴보기 위해 탑비에서 탈락된 극미량의 시료들을 수습하여 편광현미경(Nikon Eclipse 100N POL, Japan) 관찰과 X-선 회절분석(Rigaku MiniFlex 600, Japan)을 수행하였다. 타겟으로 사용한 X-선은 CuKα이며 양극의 가속전압과 전류는 40 kV와 100 mA이고 측정범위는 3∼60°로 설정하였다.
탑비에 발생한 손상도 평가를 위해 손상지도 작성과 비파괴 진단을 실시하였다. 손상유형은 물리적 및 생물학적으로 분류하고 이에 대한 정량적 손상률을 산출하였다. 석재의 물성진단을 위해 초음파 속도(Proceq PUNDIT PL-200, Switzerland)를 귀부와 비신 및 이수로 구분하여 측정하였다.
또한 초음파 속도 측정의 To-Tc 법을 활용하여 비신에 분포하는 균열의 심도를 해석하였다. 초음파 탐촉자는 지수형(54 kHz)을 선택하였으며, 펄스 전압은 400 V로 설정하였다. 또한 원활한 전파를 위해 효과가 검증된 접촉매질을 사용하였다(Jo and Lee, 2015).

3. 결과 및 고찰

쌍계사는 국보 1점과 보물 13점 및 지방유형문화유산 12점을 소장하고 있는 대한불교조계종 제13교구의 본사이다. 이는 통일신라 문성왕 2년(840)에 진감선사 혜소가 창건한 것으로 알려져 있고, 이때 조성한 금당 영역과 벽암각성스님이 1640년에 중창한 대웅전 영역으로 분할되는 가람배치를 이룬다(Ssanggyesa, 2025).
쌍계사의 금당 영역은 남북의 축선을 중심으로 하며, 대웅전 영역은 동서의 축을 따라 건물들이 자리하고 있다. 진감선사탑비는 산지가람 형식에 속하는 대웅전 영역에 위치하나, 이와는 다른 축선인 남향으로 배치되어 있어 금당 영역과 관련이 있음을 유추할 수 있다.

3.1. 보존상태

진감선사탑비는 여덟 매의 경계석으로 둘러싸여 있고, 둘래석 주변은 화강암 판석으로 통행로를 구분하였다. 지반에는 잔자갈과 쇄석을 혼합해 깔았으나, 통행로 보다 약 25 cm 정도 낮아 여름철 집중호우에는 지표수가 탑비 쪽으로 집중될 우려가 있는 상태이다(Figure 1).
비신은 좌측과 우측면을 수직으로 감싸는 강철제 지지대를 설치하였고 정면과 배면의 상하부에는 동일 재질의 파이프를 연결해 볼트로 고정한 상태이나, 파이프와 비신이 접하는 내부에는 녹이 슬어있다. 또한 비신은 전면으로 약 2° 가량 기울어져 있다(National Institute of Cultural Heritage, 2018).
탑비의 보존상태를 기록한 최초 자료인 조선고적도보(1916)의 사진에는 현재 탑비에서 나타나는 정면 우측의 큰 균열과 정면 좌측의 탈락 등 손상 등이 거의 유사하게 관찰된다. 특히 좌측면에는 비신을 가로지르는 균열이 확인되며, 이를 중심으로 상부의 기울어짐이 나타나 지지대로 보강하기 이전의 모습을 볼 수 있다(Figure 2A, 2B).
석재의 표면 손상정도를 보면, 귀부와 이수는 전반적으로 조류와 지의류의 피복으로 인해 변색되어 있으며, 이들의 표면오염이 두드러진다. 비신은 상대적으로 심한 손상을 입었으며, 표면에는 전체적으로 다양한 방향의 크고 작은 균열과 함께 하등생물의 피도가 높은 상태이다(Figure 2A, 2B).
이 진감선사탑비는 1936년 지리산 지역에서 발생한 규모 5.3의 지진에 피해를 입었던 것으로 보고된 바 있다(Sun et al., 2008). 이 지진은 쌍계사 부근을 중심으로 경기도와 강원도 및 한반도 남부와 대한해협을 거쳐 일본의 대마도에서도 진동이 감지되었다.
이 지진으로 인해 쌍계사 입구의 금강문은 북쪽을 향해 기울어졌고 지붕의 기와가 파손되었으며 벽이 무너졌다. 또한 금당 앞에 있던 오층석탑은 상륜부 석재가 아래로 떨어져 붕괴되었고, 진감선사탑비의 비신에는 새로운 균열이 생성된 것으로 알려져 왔다(Figure 2C, 2D).
한편 비신의 정면 좌측 상부는 약 80 cm 크기의 암편이 세로로 유실되어 석재의 내부가 노출되어 있으며, 오른쪽의 균열대 사이도 비문이 있는 암편이 탈락되었다(Figure 2A, 3A). 표면에는 암석의 불균질한 조직에 따른 풍화로 인해 회백색에서 적갈색을 보이는 1∼5 cm 크기의 정동이 확인되며, 여기에서는 행인상으로 성장한 방해석과 사장석 결정이 관찰된다(Figure 3B). 또한 균열대를 따라 백색오염물이 산재한다.
이수의 표면은 조류 등의 고사체에 의한 흑갈색 오염이 두드러지며, 전반적으로 하등생물로 피복되어 있다. 또한 이수 하부에는 장식을 달기 위한 용도로 사용되었을 것으로 추정되는 못이 노출되어 있으며, 이 주변에는 적갈색 수산화물이 형성되어 있다. 귀부의 석재도 조류와 지의류의 피도가 높아 이들의 고사체가 암흑색 변색을 유발하였다(Figure 3C).

3.2. 재질특성

진감선사탑비를 구성하는 석재의 암종을 분류하고 산출상태를 검토하기 위해 암상과 조암광물 및 조직적 특징을 기재하였으며, 전암대자율을 측정하였다. 육안관찰이 어려운 미세조직은 실체현미경을 활용하였다. 이 결과, 귀부는 화강암질 편마암이며 비신과 이수는 동질의 섬록암으로 동정하였다(Figure 4).
귀부의 화강암질 편마암은 전반적으로 암회색을 띠며, 조암광물의 크기는 중립 내지 조립질 입상조직을 보이며 부분적으로 약한 방향성을 보인다(Figure 4A, 4a). 비신은 전체적으로 조립질이나 다소 불균질한 조직을 갖는 섬록암으로 암회색에서 암녹색을 띤다(Figure 4B, 4b). 특히 중세립질을 보이는 부분에서는 밝은 암회색을 띠며 사장석의 정동질 조직을 갖는다.
이수는 지의류와 선태류 등의 피복으로 인해 표면 관찰이 어려우나, 실체현미경을 통해 비신의 섬록암과 거의 동일한 조암광물과 조직을 확인하였다(Figure 4C, 4c). 주요 조암광물도 비신의 섬록암과 유사하며, 불균질한 조직과 정동도 비신과 거의 동일하게 나타난다.
석재의 전암대자율은 암석의 재질을 특징지어 상호 동질성을 파악하는 효과적인 방법으로, 석조문화유산의 산지해석 및 보수정비에 활용되어 왔다(Lee et al., 2007; 2010; 2023; 2024; Park et al., 2021). 따라서 탑비를 구성하는 암석의 미세자기적 특징을 밝히고, 이수와 비신이 같은 암종임을 검증하기 위해 전암대자율을 측정하고 이들의 분포를 살펴보았다(Table 1).
이 결과, 탑비의 이수와 비신을 구성하는 섬록암의 대 율(×10-3 SI unit)은 13.10∼45.20(평균 28.33) 및 15.20∼42.80(평균 28.98)으로 거의 같은 범위를 보였다(Table 1). 그러나 귀부의 화강암질 편마암은 0.00∼0.16(평균 0.06)으로 이수와 비신에 비해 아주 낮은 대자율 분포를 보였다. 이와 같이 이수와 비신은 암상과 산출상태 및 대자율 분석을 통해 동일 암종으로 동정하였다.
석재의 암석광물학적 특징을 규명하기 위해서는 광학현미경 관찰이 필수적이다. 그러나 귀부와 이수에서는 시편을 확보할 수 없었으며, 비신의 섬록암에서만 탈락해 떨어져 있는 극미량의 시료를 수습할 수 있었다. 따라서 이를 대상으로 편광현미경 관찰 및 X-선 회절분석을 수행하였다(Figure 5).
비신을 실체현미경으로 관찰하면 2∼4 mm 정도의 사장석과 흑운모 및 일부 세립질 광물들을 볼 수 있다. 특히 흑운모는 풍화작용을 받아 녹니석으로 변질된 부분이 나타나며 주변에 붉은색 산화물을 형성하기도 하였다(Figure 5A). 이들의 편광현미경 관찰 결과, 사장석은 알바이트 쌍정이 확연하며, 벽개를 갖는 흑운모와 각섬석 주변으로는 녹니석화 작용과 함께 철산화물이 생성된 것을 볼 수 있다(Figure 5B, 5C).
이들의 X-선 회절분석에서는 주로 흑운모, 각섬석, 녹니석, 사장석 및 석영 등이 검출되었으며, 극미량의 방해석과 알칼리장석도 확인되었다. 방해석은 편광현미경으로는 관찰되지 않았으나 X-선 회절분석에서 검출되는 것으로 보아, 정동을 구성하는 사장석의 정출과정에서 성장한 이차광물로 판단된다(Figure 5).

3.3. 손상도 기록화 및 평가

진감선사탑비에서 나타나는 풍화와 손상정도를 파악하기 위해 물리적 및 생물학적 손상지도를 작성하였다(Figure 6). 도면에 나타낸 손상유형 분류와 기준 등은 선행연구를 토대로 설정하였다(Jo and Lee, 2011). 물리적 손상은 균열, 탈락, 박리 및 마모 등을 생물학적 손상으로는 지의류, 조류 및 변색 등의 피도를 선정하였다. 암석학적 특성 중 하나인 비신의 정동은 범례에 넣지 않고, 손상지도에는 상세히 기록하였다(Figure 6).
이 탑비에서 가장 현저하게 발생한 물리적 손상유형은 다양한 균열이며, 비신 정면과 배면의 전체에서 아주 불규칙하게 나타난다. 이 균열은 배면에 비해 정면에서 우세하며 양면에서 대칭적으로 발달한 것도 있어 비신을 관통하기도 하였다. 또한 균열대 주변에는 백화오염물이 산재하며 크고 작은 암편이 탈락되어 있다.
특히 정면 좌측의 최상부에서는 큰 암편이 세로방향으로 탈락되었다. 일부 탈락부는 파쇄균열과 함께 잔편으로 쪼개지기도 하여 비문이 없어진 부분도 있다. 박리는 귀부의 용두와 비신 받침에서 약간 확인된다. 이수는 비교적 안정하나 미세균열과 표면의 마모현상이 있다.
한편 탑비의 이수와 귀부에서는 조류와 지의류 및 선태류가 비교적 높은 피도로 고착되어 있다. 지의류는 엽상지의류가 우세하며, 특히 이수 위의 보주에서는 원석재의 색과 조직을 확인하기 어려울 정도로 피복하고 있다. 또한 비신의 지지대와 균열대 및 정동 주변에는 철산화물에 의한 반점상 황갈색 변색도 나타난다.
손상지도를 바탕으로 탑비의 손상유형에 따라 정량적 손상도를 산출하였다. 표면적을 산출하기 어려운 균열은 Jo and Lee(2011)가 제시한 균열지수(CI; crack index)로 나타냈으며, 그 외의 손상은 유형별로 전체 표면적에 대한 백분율로 평가하였다(Table 2).
탑비의 표면균열에 대해 균열지수를 적용하여 손상률을 산출하면, 정면은 5.99이고 배면은 2.81로 아주 높은 지수를 보였다(Table 2). 탈락은 정면에서 2.04%로 가장 높은 손상 면적을 나타냈으며, 박리는 전체 면적의 0.16%를 차지하였다. 정면에서 가장 높은 손상률을 지시하는 마모는 0.75%의 손상면적을 점유한다.
생물학적 손상은 모든 방위에 걸쳐 넓게 분포한다. 지의류의 피도는 전체 면적의 2.91%로 특히 이수의 우측면이 가장 높은 손상률을 보였다. 조류의 피도는 22.79%로 전체 손상 면적 중 가장 넓게 나타나며, 귀부의 좌측과 우측에서는 약 30%를 차지하나 정면이 가장 낮은 면적을 보였다. 이는 일조의 방향과 수분이 잔류하는 상대적 시간 차이가 영향을 준 것으로 판단된다(Table 2).
이와 같이 진감선사탑비의 물리적 손상은 균열을 제외하면 탈락과 박리가 2% 이하의 낮은 손상률을 보였으나, 비신의 정면은 균열과 탈락이 심한 상태로 배면에도 영향을 주었다. 생물학적으로는 조류와 지의류의 피도가 현저하며, 특히 지면과 접하는 귀부와 이수의 상부에서 높았다. 따라서 비신의 물리적 손상은 상당히 우려되는 상태이나, 귀부와 이수는 비교적 안정한 것으로 평가할 수 있다.

3.4. 초음파 물성분석

진감선사탑비의 석재에 대한 물성을 검토하기 위해 초음파속도를 측정하여 풍화도를 평가하였다. 암석의 초음파속도 측정법은 안전성과 더불어 신뢰도가 입증되어 석조문화유산을 구성하는 재질의 물성평가에 비교적 활발하게 적용하고 있다(Jo and Lee, 2015; 2022; Lee et al., 2009; 2017).
이 연구에서는 탑비의 보존상태를 고려해 표면의 접촉 면적이 작은 지수형 탐촉자를 선택하였으며, 간접법을 통해 발신자와 수신자의 거리를 20 cm로 설정하였다. 또한 초음파 측정 후에도 표면에 남지 않는 건조성 매질인 엘라스토머(elastomer) 커버를 활용하였다(Jo and Lee, 2015; Lee and Jo, 2017).
간접법은 석재의 평면에서 측정이 가능하며 적용이 수월하나, 정확한 물성을 산출하기 위해 직접법의 속도로 보정이 필요하다. 이 연구에 적용한 보정계수는 Lee and Jo (2017)가 보고하여 입증된 섬록암의 보정계수 1.58과 화강편마암의 보정계수 1.50을 적용하였다.
이와 같이 탑비의 정면 87지점, 좌측면 32지점, 우측면 33지점 및 배면 87지점에서 초음파속도를 측정하였다. 이 결과, 이수는 3,305∼5,031(평균 4,387) m/s, 비신은 1,233∼4,945(평균 4,128) m/s, 귀부는 2,849∼5,093(평균 4,176) m/s로 부재별 평균 초음파속도는 거의 유사하다. 그러나 비신은 균열대를 중심으로 최소속도를 보였다. 이를 간단히 제시하면 Table 3과 같으나, 비신의 좌우측은 강철제 지지대로 감싸여 있어 측정이 불가하였다.
이는 각 입면도에 제시한 2D 모델링 결과와 같이, 방위에 따른 차이는 크지 않고 대부분 유사한 물성을 보이나 측정 위치에 따라 다른 것으로 확인되었다(Figure 7). 따라서 이를 반영한 선택적 강화처리 등의 보존처리를 검토할 필요가 있다. 귀부는 탑신 및 이수와 다른 별석임을 감안해도 비교적 유사한 초음파속도이나, 비신에서는 상부의 균열대를 따라 물성이 저하된 것을 보였다.
이를 바탕으로 Iliev(1966)가 제안한 방법을 적용하여 탑비를 구성하는 석재의 초음파속도에 따른 풍화도 지수 및 등급을 산정하였다. 이 결과, 탑비의 전체 풍화도 지수(K)는 0.00∼0.75(평균 0.16)로 비교적 넓은 범위를 보여, 균열대를 제외하면 대부분 낮은 풍화등급을 지시하는 것으로 나타났다(Table 4).
이 풍화도지수를 그래프에 도시하면 완전풍화단계(CW)에 해당하는 낮은 물성은 거의 없으며, 신선한 상태(FR)와 약간풍화된상태(SW)에 치우쳐져 있다(Figure 8). 이를 기준으로 음의 기울기를 보여 석재의 물성은 비교적 건전하게 유지되고 있음을 알 수 있다. 또한 암종에 따른 물성 차이는 크게 나타나지 않으며 대부분 건전한 물성을 갖는 것으로 평가되었다.
이와 같이 진감선사탑비의 물성은 대부분 약간풍화단계(SW)에 속하며, 중간풍화단계(MW)가 다음으로 높은 비중을 차지하고 있다. 또한 전체적으로 비교적 건전한 물성을 보였다. 그러나 비신의 경우 다양한 균열이 나타나며, 일부는 완전히 절단한 것도 있어 이에 대한 진단과 평가가 필요하다.

3.5. 비신의 균열심도 분석

앞에서 살펴본 바와 같이 진감선사탑비의 비신에는 다양한 균열이 발달한다. 이 균열들은 구조적 위험성을 내포하고 있으며, 향후 이차적 손상을 초래할 수 있는 인자이기도 하다. 따라서 손상지도를 바탕으로 각각의 균열에 대한 심도를 분석하기 위해 초음파속도를 활용하였다.
초음파속도를 이용한 석재의 균열심도 측정은 특정 주파수의 변화로 상대적인 균열 깊이를 측정하는 방법이다. 특히 불균질한 매질에서는 측정시점을 결정하는 기준이 모호하므로 상대적 시간차를 통해 깊이를 해석할 수 있다. 이 분석법 중 대표적인 기술이 To-Tc 법으로(Figure 9), 콘크리트 진단 분야에서 응용되어 광범위하게 적용되는 측정법이다(Rhim et al., 2002; Chun et al., 2008).
이 측정법을 활용해 석조문화유산의 균열심도와 물성을 평가하고 손상도를 보고한 연구도 있다(Chun et al., 2008; Yoo et al., 2014). 이 기법은 균열을 중심으로 좌우에 동일한 간격으로 종파용 발진자와 수진자를 배치한 후 전달시간(Tc)을 측정하고, 동일한 거리로 균열이 없는 부분에서 초음파 전달시간(To)을 측정하여, 이들의 비교를 통해 균열 깊이를 계산하는 방법이다(Figure 8). 균열 깊이에 대한 계산식은 아래와 같다.
D=L2(Tc/To)21
여기서 D는 표면에서 수직방향의 균열깊이(mm)이며 L은 발진자와 수진자 사이의 거리(mm)이다. Tc는 신선부의 초음파 전달시간이고 To는 균열부의 초음파 전달시간이다. 이 연구에 적용한 비신의 균열에 대한 측정지점은 건전부와 균열부의 비교가 가능하도록 미세균열을 제외한 총 136지점(정면 90지점, 배면 46지점)에서 초음파속도를 측정하였다. 좌측면과 우측면은 지지대가 있어 측정이 불가하였다.
초음파로 측정한 비신 균열부의 전달속도는 45.0 m/s에서 308.1 m/s까지 각각의 균열과 심도에 따라 아주 상이하게 나타났다. 이를 바탕으로 균열이 없는 건전한 부분의 초음파 전달시간과 비교해 균열의 심도를 산출하였다. 이 결과, 균열의 깊이는 최소 8.97 mm에서 최대 680.10 mm로 나타났다.
진감선사탑비의 비신은 좌측과 우측을 모두 강철제 지지대로 감싸고 있어 정확한 두께를 측정하기 어렵다. 따라서 이를 포함해 비신의 두께를 최대 230 mm로 산정하여 균열 심도를 평가하였다. 이는 실제 비신 두께보다 약간 큰 수치이나 균열의 관통 여부를 판단하기는 무리가 없다. 따라서 230 mm를 초과해 산출된 균열심도는 정면에서 배면까지 내부를 절단한 균열로 해석하였다.
이 결과, 전체 136지점 중 230 mm 이상의 균열심도를 나타낸 곳이 38지점으로, 관통한 균열대는 전면에서 4개와 배면에서 3개가 확인된다. 이를 2D 모델로 이미지화하면, 대부분의 균열심도는 상부에서 상대적으로 깊게 나타났으며, 하부에서는 관통상 균열은 확인되지 않았다(Figure 10). 이 균열의 깊이는 육안으로 확인이 불분명하나, 개방형 균열이 발달한 것으로 해석할 수 있는 근거가 된다.
이 결과로 볼 때, 연구대상 탑비에 발생한 균열은 이미 비신 상부에서 최소 세 줄 이상이 관통된 것으로 해석된다. 이는 정면과 배면의 균열심도 가시화 이미지와 동일 위치에서 확인되는 것이다(Figure 10). 또한 비신 하부에서 상대적으로 균열심도가 낮게 산출되나, 비신 하부의 균열은 이수를 포함한 상부의 하중에 의해 밀착되어 상대적으로 낮은 심도가 측정되었을 가능성이 높다.

4. 결 언

하동 쌍계사 진감선사탑비는 통일신라 후기의 대표적인 탑비로 최치원의 사산비명이 기록된 역사적으로 중요한 문화유산이다. 이 탑비를 구성하는 암석은 두 종류로 비신과 이수는 같은 섬록암이며 귀부는 화강암질 편마암을 사용하였다. 이들의 원산지는 현재 거의 밝혀져 후속 연구를 통해 보고할 예정이다.
이 탑비의 손상도 평가 결과, 전체 균열지수(CI)는 5.09로 아주 높게 나타났으나, 균열을 제외한 탈락과 박리박락은 비교적 낮은 손상률을 보였다. 생물학적으로는 조류의 피도가 높은 점유율을 보였으며, 부분적으로 지의류와 황색변색의 피복이 있다. 따라서 비신의 균열대를 제외하면 탑비는 비교적 안정적인 상태를 유지하고 있는 것으로 평가할 수 있다.
특히 비신은 물리적 손상이 집중된 상태로 왜란과 지진의 영향을 받은 것으로 추정되나, 손상을 입은 시기와 원인 및 과정은 명확하게 알려져 있지 않다. 탑비의 석재에 대한 초음파속도로 볼 때 범위는 넓으나 건전한 물성(평균: 4,231 m/s)을 갖는 것으로 나타나 약간풍화된상태(SW)의 석재로 평가되었다.
그러나 비신의 균열은 구조적 및 물리화학적 작용 등으로 더 큰 손상을 유발할 수 있는 위험 요인이다. 탑비 정면의 균열지수를 비신만의 면적으로 산출하면 정면 9.81에 배면 8.41의 매우 높은 값이다. 좌측과 우측의 측정이 가능했다면 현재 균열지수보다 높았을 것으로 예측된다.
또한 비신의 정면과 배면에서 대칭적으로 나타나는 균열은 비신을 관통하는 것이다. 균열대를 따라 각 부분의 높이가 조금씩 다른 경우도 있고 전체적으로 미세하게 기울어져 있어, 균열대에 작은 압력이라도 가해지면 큰 구조적 변형을 야기할 수 있다. 이를 바탕으로 탑비의 하중 전달 경로와 동적특성 및 지반구조에 대한 연구를 통해 구조적 안정성 검토가 필요할 것이다.
진감선사탑비는 여러 차례의 보존처리와 보수에도 불구하고 다양한 손상이 중첩되어 있으며, 지지대 없이는 현장보존이 어려운 상태이다. 따라서 이 탑비에 대한 지속적인 모니터링과 적극적인 보수정비가 요구되며, 안정적 유지관리를 위해 해체보수가 결정된다면 이 연구의 결과와 균열심도 분석 등을 반영하여 더욱 신중한 보존계획이 마련되어야 할 것이다.

Figure 1.
General views showing the Stele of Master Jingamseonsa at Ssanggyesa temple. (A, B, C, D) Front, back, left and right sides, respectively.
JCS-2025-41-1-13f1.jpg
Figure 2.
Historical appearances and deterioration status showing the Stele of Master Jingamseonsa. (A, B) Views of the Stele in 1916 from the Joseon Arc haeologic al Atlas. (C) The fallen stones from the upper part of the stone pagoda near the Stele. (D) Various cracks on the surface of the Stele.
JCS-2025-41-1-13f2.jpg
Figure 3.
Recently representative deterioration status showing the Stele of Master Jingamseonsa. (A) Falling rock fragments appearing between the cracks of the body stone. (B) Plagioclase and calcite showing the druses miarolitic cavities of the body stone and reddish brown discolorations around the cavities. (C) Pedestal stone covered with algae and lichen.
JCS-2025-41-1-13f3.jpg
Figure 4.
Representative lithological and stereoscopic observations showing the rocks in the Stele of Master Jingamseonsa. (A, a) Granitic gneiss of pedestal stone. (B, b) Diorite of body stone. (C, c) Diorite of crown stone.
JCS-2025-41-1-13f4.jpg
Figure 5.
Petrographic characterizations showing the body stone in the Stele of Master Jingamseonsa. (A) Stereoscopic image of diorite. (B, C) Polarizing microscopic images of diorite by cross and open nicols.
JCS-2025-41-1-13f5.jpg
Figure 6.
Simplified deterioration maps showing the Stele of Master Jingamseonsa.
JCS-2025-41-1-13f6.jpg
Figure 7.
Results of 2D modeling for ultrasonic velocity on the surface in the Stele of Master Jingamseonsa.
JCS-2025-41-1-13f7.jpg
Figure 8.
Comparison histograms showing the weathering index (K) in the Stele of Master Jingamseonsa. FR; fresh, SW; slightly weathered, MW; moderately weathered, HW; highly weathered, CW; completely weathered.
JCS-2025-41-1-13f8.jpg
Figure 9.
Schematic diagrams showing the ultrasonic wave pathway for measuring crack depth in the Stele of Master Jingamseonsa.
JCS-2025-41-1-13f9.jpg
Figure 10.
Schematic results showing the 2D modeling for crack depth in the Stele of Master Jingamseonsa.
JCS-2025-41-1-13f10.jpg
Table 1.
Summary on the magnetic susceptibility for stone properties in the Stele of Master Jingamseonsa
Division Magnetic Susceptibility (×10-3 SI unit)
Mean Min Max
Crown 28.33 13.10 45.20
Body 28.98 15.20 42.80
Pedestal 0.06 0.00 0.16
Table 2.
Summary on the deterioration degree for the Stele of Master Jingamseonsa
Divisions Front Back Left Right Total
Crack Index (CI) 5.99 2.81 0.00 0.00 5.09
Break-out of Fragments (%) 2.04 0.31 0.25 0.00 0.83
Surface Exfoliation (%) 0.43 0.00 0.12 0.01 0.16
Surface Abrasion (%) 0.75 0.16 0.09 0.15 0.34
Lichen Coverage (%) 0.79 3.72 2.10 6.39 2.91
Algae Coverage (%) 14.06 23.60 30.56 31.08 22.79
Yellowing Coverage (%) 0.98 0.22 0.00 0.00 0.40
Table 3.
Summary on the ultrasonic velocity (㎧) for the Stele of Master Jingamseonsa
Stones Values Front Back Left Right Mean
Crown Stone Min 3,319 3,305 3,661 4,093 3,305
Max 5,000 5,023 4,976 5,031 5,031
Mean 4,431 4,272 4,582 4,457 4,387
Body Stone Min 1,661 1,233 - - 1,233
Max 4,945 4,906 - - 4,945
Mean 4,094 4,179 - - 4,128
Pedestal Stone Min 3,378 3,058 2,849 2,964 2,849
Max 4,991 5,093 5,067 4,958 5,093
Mean 4,437 4,112 4,021 4,090 4,176
Table 4.
Summary on the weathering index (K) using ultrasonic velocity for the Stele of Master Jingamseonsa
Stones K value Front Back Left Right Mean
Crown Stone Min 0.00 0.00 0.00 0.07 0.00
Max 0.34 0.34 0.27 0.1 0.34
Mean 0.11 0.15 0.08 0.11 0.12
Body Stone Min 0.01 0.02 - - 0.01
Max 0.67 0.75 - - 0.75
Mean 0.18 0.16 - - 0.17
Pedestal Stone Min 0.00 0.00 0.01 0.01 0.00
Max 0.32 0.39 0.43 0.41 0.43
Mean 0.11 0.18 0.20 0.18 0.16

REFERENCES

Chun, Y.G., Lee, C.H., Jo, S.N., Jo, Y.H., Park, G.J. and Yang, P.S., 2008, Measurement of crack depth and weathering degree using ultrasonic velocity and deterioration evaluation of the Unhyungung Stone Water Container. Journal of Conservation Science, 24, 1–11. (in Korean with English abstract)

Hong, B.H., 2016, The alteration of the Geumdang at the Ssanggyesa temple in Mt. Jirisan in the second half of Joseon Dynasty -Focused on the enshrined object. Korean Culture, 76, 263–283. (in Korean with English abstract)

Iliev, I.G., 1966, An attempt to estimate the degree of weathering of intrusive rocks from their physicomechanical properties. In: In Proceedings of the First Congress of the International Society of Rock Mechanics; Lisbon, Portugal. 1, 109-114.

Jo, Y.H. and Lee, C.H., 2011, Making method of deterioration map and evaluation techniques of surface and three-dimensional deterioration rate for stone cultural heritage. Journal of Conservation Science, 27, 251–260. (in Korean with English abstract)

Jo, Y.H. and Lee, C.H., 2015, A study on selection of ultrasonic transducer and contact materials for surface irregularities of stone cultural heritage. Journal of Conservation Science, 31(3), 267–278. (in Korean with English abstract)

Jo, Y.H. and Lee, C.H., 2022, Ultrasonic properties of a stone architectural heritage and weathering evaluations based on provenance site. Applied Sciences, 12(3), 1498.1-16
crossref
Joseon Archaeological Atlas, 1916, Photographs on the Stele of Master Jingamseonsa at Ssanggyesa temple, (in Japanese)

Korea Heritage Service, 2025, https://www.heritage.go.kr/heri/cul/culSelectDetail.do? (in Korean)

Lee, C.H. and Jo, Y.H., 2017, Correlation and correction factor between direct and indirect methods for the ultrasonic measurement of stone samples. Environmental Earth Sciences, 19, 76–477.
crossref pdf
Lee, C.H., Jo, Y.H. and Chun, Y.G., 2009, Establishment of ultrasonic measurement and correlations of direct-indirect method for weathering evaluation of stone cultural heritage. Journal of Conservation Science, 25, 233–244. (in Korean with English abstract)

Lee, C.H., Kang, S.H. and Jo, Y.H., 2024, Petrological classification and provenance interpretation for the stone properties of Three-story stone pagoda in Beomhak-ri, Sancheong, Korea. Korean Journal of Heritage: History and Science, 57(3), 70–88. (in Korean with English abstract)

Lee, C.H., Kim, M.Y., Jo, Y.H. and Lee, M.S., 2010, Conservation treatment based on material characteristics, provenance presumption and deterioration diagnosis of the Seven-story Jungwon Tappyeongri stone pagoda, Chungju, Korea. Korean Journal of Cultural Heritage Studies, 43(3), 4–25. (in Korean with English abstract)

Lee, C.H., Kim, S.T., Chae, W.M. and Park, J.Y., 2023, Provenance interpretation and petrological characteristics of the Four Lion Three-story Stone Pagoda and Stone Lantern in Hwaeomsa Temple, Korea. Journal of the Geological Society of Korea, 39(1), 36–53. (in Korean with English abstract)
crossref pdf
Lee, C.H., Kim, Y.T. and Lee, M.S., 2007, Provenance presumption for rock properties of the Five storied stone pagoda in the Jeongrimsaji temple site, Buyeo, Korea. Journal of the Geological Society of Korea, 43(2), 183–196. (in Korean with English abstract)

National Institute of Cultural Heritage, 2018, Periodic Survey of National Designated Buildings and Cultural Heritages (National Treasures), 7, 230-241. (in Korean)

National Institute of Cultural Heritage, 2020, Stone Monuments of Korea, The Korean Geumseokmun Scholarly Information Sourcebook, 188–201. (in Korean)

Park, J.H., Lee, C.H., Chun, Y.G. and Kim, H.S., 2021, Lithological characteristics and homogeneity of alternative stone for restoration of the Hong Nang Sida temple in Vat Phou, Lao PDR. Environmental Earth Sciences, 80(795), 1–14.
crossref pdf
Rhim, H.C., Kim, Y.S., Woo, S.K. and Song, Y.C., 2002, Measurement of crack depth located under steel reinforcement in reinforced concrete specimens using ultrasonic method. Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection, 6(4), 181–188. (in Korean with English abstract)

Ssanggyesa, 2025, http://ssanggyesa.net. (in Korean)

Sun, C.G., Chung, C.K. and Kim, J.K., 2008, Quantitative analysis on intensity of 1936 Jirisan earthquake by estimating seismic response characteristics at the site of Five-story stone pagoda in Ssang-gye-sa. Journal of Civil and Environmental Engineering Research, 28(3C), 187–196. (in Korean with English abstract)

Yoo, J.H., Lee, C.H. and Chun, Y.G., 2014, Material characteristics, deterioration evaluation and crack depth estimation for Mulgyeseowon Stele in Changnyeong, Korea. Journal of Conservation Science, 30(4), 427–438. (in Korean with English abstract)
crossref


ABOUT
BROWSE ARTICLES
EDITORIAL POLICY
FOR CONTRIBUTORS
FOR READERS
Editorial Office
303, Osongsaengmyeong 5-ro, Osong-eup, Heungdeok-gu, Cheongju-si, Chungcheongbuk-do, Korea
Tel: +82-10-5738-9111        E-mail: journal@conservation.or.kr                

Copyright © 2025 by The Korean Society of Conservation Science for Cultural Heritage.

Developed in M2PI

Close layer
prev next