A Finite Element Analysis of Circular Plate Resting on Elasto-Plastic Soil Medium

탄소성(彈塑性) 지반(地盤)위에 놓인 원형평판(圓形平板)의 유한요소(有限要素) 해석(解析)

In this study, the finite element method using 8-node isoparametric element is developed theoretically and simulated to see the deformation of soil and plate, when the circular plate resting on Boussinesq's soil type is loaded axisymmetrically. The results of numerical analysis using the Mohr-Coulomb yield criterion, and experimental analysis are approximative, assuming that soil is elasto-plastic medium. The paper shows that the plastic zone of soil medium is displayed at the near the edge of plate at the first place; when the plastic zone of soil medium is linked around central axis, the external load is termed by critical load, and then the contact pressure changes abruptly, in this case it is approved to be the risk of shear failure.

Boussinesq 지반형(地盤型)의 탄소성체지반(彈塑性體地盤)위에 놓인 원형평판(圓形平板)이 축대칭하중(軸對稱荷重)을 받았을 경우의 거동을 파악하기 위하여 8절점(節點) 등매개변수요소(媒介變數要素)를 사용한 유한요소해석(有限要素解析) 방법(方法)을 이론적(理論的)으로 발전시키고 이를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 이론(理論)의 정당성을 입증하기 위해 모형실험을 수행한 결과 지반(地盤)의 항복조건으로 Mohr-Coulomb 강복이론(降伏理論)을 적용한 수치해(數値解)의 결과(結果)와 실험결과(實驗結果)가 근사함을 확인하였다. Mohr-Coulomb의 파괴이론(破壞理論)을 적용한 비선형해석(非線型解析)을 수행한 예제(例題)의 결과로 부터, 지반의 소성영역(塑性領域)이 원판(圓板)의 녹단부근(綠端附近)에서 발생하기 시작하여 중심축둘레로 연결되었을 때 접지압(接地壓)이 급격히 변하여 전단파괴(剪斷破壞)의 위험성(危險性)이 있다고 판단되고 이 때의 외부작용하중(外部作用荷重)을 임계하중(臨界荷重)으로 정의하였다.