A Study on Comparison of Strength Parameters of Hydrostatic Pressure-Dependent Yield Criteria

In this theoretical study, the strength parameters of the Drucker-Prager yield criterion and Mohr-Coulomb yield criterion were set to equal values, in order to analyze the correlation among the parameters. The Drucker-Prager strength parameters ${\alpha}$ and k were represented by the Mohr-Coulomb strength parameters c and ${\phi}$. Specifically it can be seen that k is function of c, ${\phi}$ and ${\alpha}$ is function of ${\phi}$ alone. Drucker-Prager strength parameter ${\alpha}$ increases as the internal friction angle of soil increases. ${\alpha}_{av}$ which is the average of ${\alpha}_c$ and ${\alpha}_i$ was proportional to internal friction angle in which ${\alpha}_c$ and ${\alpha}_i$ are ${\alpha}$ values corresponding to the circles of the Drucker-Prager yield cirteria circumscribes and inscribes the Mohr-Coulomb yield criterion respectively. The values of the ${\alpha}_{av}$ was 0.07 and 0.29 which correspond to the internal friction angle of $10^{\circ}$ and $45^{\circ}$ respectively. In addition, value of ${\alpha}_c/{\alpha}_i$ was proportional to internal friction angle of soil and the values of ${\alpha}_c/{\alpha}_i$ 1.12 and 1.62 which corresponds to internal friction angle of $10^{\circ}$ and $45^{\circ}$ respectively.The influence of the Mohr-Coulomb strength parameters on the Drucker-Prager strength parameter k was investigated and it was found that k was mainly influenced by the cohesion of the soil, except in the case of the minimum assumed value of c of 10kPa. The deviator stresses, $S_{c0}$ and $S_{t0}$, which correspond to the cases of the Mohr-Coulomb yield criterion under uniaxial compression and uniaxial tension, respectively, and $S_{0(ave)}$, which is the average value of $S_{c0}$ and $S_{t0}$, decrease as the internal friction angle increases. Furthermore, the hexagon, which represents the Mohr-Coulomb yield locus, becomes more irregular, and the deviations of $S_{c0}$ and $S_{t0}$ from $S_{0(ave)}$ also increase, as the internal friction angle increases.

정수압에 의존하는 항복기준의 강도정수 비교연구

이론적 연구를 통하여 정수압의 영향을 받는 항복기준인 Mohr-Coulomb 항복기준과 Drucker-Prager 항복기준의 강도정수를 ${\pi}$-평면에 대해 일치시킴으로써 강도정수간의 상관관계를 분석해 보았다. Drucker-Prager 강도정수 ${\alpha}$와 k를 Mohr-Coulomb 강도정수인 c와 ${\phi}$를 이용하여 표현하였는데 k는 c, ${\phi}$의 함수로 표현되었고 ${\alpha}$는 ${\phi}$만의 함수로 표현되었다. Drucker-Prager 강도정수 ${\alpha}$값은 흙의 내부마찰각이 커짐에 따라 증가함을 알 수 있었는데 Drucker-Prager 항복기준을 나타내는 원이 Mohr-Coulomb 항복기준에 외접 및 내접하는 경우의 ${\alpha}$값을 나타내는 ${\alpha}_c$와 ${\alpha}_i$값에 대하여 평균값인 ${\alpha}_{av}$의 값은 내부마찰각에 비례하였는데 내부마찰각이 $10^{\circ}$인 경우 약 0.07이었으며 내부마찰각이 $45^{\circ}$인 경우 약 0.29이었다. 또한, ${\alpha}_c/{\alpha}_i$값은 내부마찰각에 비례하였는데 내부마찰각이 $10^{\circ}$인 경우 약 1.12이었으며 내부마찰각이 $45^{\circ}$인 경우 약 1.62이었다. Mohr-Coulomb 강도정수가 Drucker-Prager 강도정수 k에 미치는 영향을 살펴보았는데 본 연구에서 가정한 흙의 점착력 중 최소값이 10kPa인 경우를 제외하고 흙의 내부마찰각의 영향을 거의 받지 않고 전체적으로 흙의 점착력에 영향을 받음을 알 수 있었다. 일정한 점착력에 대하여 내부마찰각이 증가함에 따라 일축압축시 및 일축인장시의 Mohr-Coulomb 항복기준에 의한 축차응력인 $S_{c0}$와 $S_{t0}$ 그리고 두 값의 평균값인 $S_{0(ave)}$값은 감소하였다. 또한 내부마찰각이 증가할수록 Mohr-Coulomb 항복궤적을 나타내는 육각형이 더욱 불규칙해져 $S_{0(ave)}$로부터 $S_{c0}$와 $S_{t0}$ 사이의 편차가 내부마찰각이 증가함에 따라 커짐을 알 수 있었다.