• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.19 no.12
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• pp.47-58
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• 2018

Duncan & Chang(1970) proposed the Duncan-Chang model that a linear relation of transformed stress-strain plots was reconstituted from a nonlinear relation of stress-strain curve of triaxial compression test using hyperbolic theory so as to estimate an initial tangent modulus and ultimate deviator stress for the soil specimen. Although the transformed stress-strain plots show a linear relationship theoretically, they actually show a nonlinearity at both low and high values of strain of the test. This phenomenon indicates that the stress-strain curve is not a complete form of a hyperbola. So, if linear regression analyses for the transformed stress-strain plot are performed over a full range of strain of a test, error in the estimation of their linear equations is unavoidable depending on ranges of strain with non-linearity. In order to reduce such an error, a modified regression analysis method is proposed in this study, in which linear regression analyses for transformed stress-strain plots are performed over the entire range of strain except the range the non-linearity is shown around starting and ending of the test, and then the initial tangent modulus and ultimate deviator stresses are calculated. Isotropically consolidated-drained triaxial compression tests were performed on compacted weathered soil with a modified Proctor density to obtain their model parameters. The modified regression analyses for transformed stress-strain plots were performed and analyzed results are compared with results estimated by 2 points method (Duncan et al., 1980). As a result of analyses, initial tangent moduli are about 4.0% higher and ultimate deviator stresses are about 2.9% lower than those values estimated by Duncan's 2 points method.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.5C
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• pp.183-190
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• 2009

It is necessary to predict the deformation and stresses on soils to establish the nonlinear stress-strain relationship of geomaterials at various strain levels. Especially, a need exists to establish the pre-failure nonlinear characteristic of cemented granular geomaterials used in road constructions. In this paper, therefore, conventional granular soils were mixed with various cementing materials, such as cement and fly ash from coal combustion by-products. Then, the normalized nonlinear behavior of cemented geomaterials was assessed using unconfined compression test. In addition, various constitutive models of soils were evaluated for estimating pre-failure non-linear behavior of cemented geomaterials from the test results.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.4A
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• pp.267-279
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• 2009

A numerical model that can simulate the nonlinear behavior of ultra high strength fiber reinforced concrete (UHSFRC) structures subjected to monotonic loading is introduced. The material properties of UHSFRC, such as compressive and tensile strength or elastic modulus, are different from normal strength reinforced concrete. The uniaxial compressive stress-strain relationship of UHSFRC is designed on the basis of experimental result, and the equivalent uniaxial stress-strain relationship is introduced for proper estimation of UHSFRC structures. The steel is uniformly distributed over the concrete matrix with particular orientation angle. In advance, this paper introduces a numerical model that can simulate the tension-stiffening behavior of tension part of the axial member on the basis of the bond-slip relationship. The reaction of steel fiber is considered for the numerical model after cracks of the concrete matrix with steel fibers are formed. Finally, the introduced numerical model is validated by comparison with test results for idealized UHSFRC beams.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.16 no.2
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• pp.103-113
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• 2000

기존의 Terzaghi 압밀이론은 상대적으로 연약토층이 두껍지 않고, 초기함수비가 낮으며 적은 유효응력의 증가가 예상되는 곳에 그 적용이 제한되어 있었다. 그 이유는 Therzaghi 압미이론 자체가 미소변형률과 선형적인 압축성 및 투수성등을 기본적인 가정사항으로 내포하고 있기 때문이다. 이러한 가정사항을 극복하고자 Gibson et al. 은 일차원 비선형 유한 변형률 압밀이론에 관한 엄밀해를 제시하였다. 이 이론은 기존의 많은 가정사항들을 극복하여 실제 현상에 더욱 부합하는 예측을 할 수 있는 장점이 있는 반면, 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계의 도입과 좌표변환 및 현장의 시고이력을 그대로 적용하는데 많은 어려움이 있는 것이 사실이다. 본 연구에서는 이러한 비선형 유한형태를 압밀이론을 이용한 압밀현상 예측을 위하여, 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계에 관한 함수식을 구성하고 이를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 개발 프로그램은 많은 폼과 모듈로 구성되어 있는데, 이러한 각각의 폼과 모듈은 GUI 기능의 극대화를 통해 복잡한 이론에 익숙하지 않은 실무자들이 쉽게 본 이론을 이용할 수 있도록 설계 되었다. 또한 개발프로그램은 다양한 하중단계 및 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계에 관한 회귀분석, 각 유효응력 단계별 상이한 비선형 계수 g와 λ를 적용할 수 있으며, 계산을 위한 전처리과정은 물론 계산된 결과를 위한 다양한 후처리과정이 모두 사용자 위주의 GUI 기능을 충분히 갖도록 설계되었다. 개발 프로그램의 검증을 위하여 실제 현장의 계측자료 및 기존 연구문헌상의 결과와 본 개발 프로그램의 예측결과를 비교.분석하였으며, 다양한 간극비 상태의 비선형 계수가 해석결과에 미치는 영향을 알아보았다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.6A
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• pp.625-639
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• 2009

Experimental and analytical studies are performed on the mechanical behavior of concrete-filled tubular(CFT) truss girders for different f/L ratios. Bending tests are conducted on two CFT truss girder specimens to determine fundamental structural characteristics such as the strength and deformation properties. Nonlinear material models for CFT members subjected to an axial compressive force are compared in this paper by using the nonlinear finite element program, ABAQUS. Previous researchers have proposed several nonlinear stress-strain models of confined concrete. In this study, the nonlinear analyses are performed applying several stress-strain models for confined concrete proposed by Mander, Sakino, Han, Susantha and Ellobody, and the results are compared with the experimental results in terms of load-deflection and load-strain relationships. Based on the comparisons of the load-deflection relationships, the models proposed by Mander and Susantha provide a maximum load about 12.0~13.8% higher and that by Sakino gives a maximum load about 7.6% higher than the experimental results. The models proposed by Han and Ellobody give a maximum load only about 0.2~1.2% higher than the test results, showing the best agreement among the proposed stress-strain models. However, the load-strain relations predicted by the existing models generally provide conservative results exhibiting larger strains than the experimental data.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.13 no.5
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• pp.447-456
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• 2001

Many investigators have tried to represent the nonlinear behavior of stress-strain relationship of concrete using mathematical curves. Most of empirical expressions for stress-strain relationship, however, have focused on old age concrete, and were not able to represent well the behavior of concrete at an early age. Where wide understanding on the behavior of concrete from early age to old age is very important in evaluating the durability and service life of concrete structures. In this paper, effect of 5 different strength levels and ages of from 12 hours to 28 days on compressive stress-strain relationship was observed experimentally and analytically. Tests were carried out on $\phi$100${\times}$200mm cylindrical specimens water-cured at 20${\pm}$3$^{\circ}C$. An analytical expression of stress-stain relationship with strength and age was developed using regression analyses on experimental results. For the verification of the proposed model, the model was compared with present and existing experimental data and some existing models. The analysis shows that the proposed model predicts well experimental data and describes well effect of strength and age on stress-strain relationship.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.16 no.3
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• pp.39-46
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• 2000

본 논문에서는 배수재가 설치된 구역과 설치되지 않은 구역으로 구성된 Olga-C 시험성토지반의 변형률속도 의존적인 압밀거동을 서술하였다. 배수재가 설치된 지반이 압밀거동에 대한 변형률속도의 영향을 해석하기 위하여 응력-변형률-변형률 속도의 관계식(v-$\varepsilon$v- v)을 이용한 축대칭 비선형 점소성 모델을 제안하였다. 제안된 모델은 실험실과 현장의 변형률속도 차이뿐만 아니라 간극수압의 소산과 생성의 복합적인 압밀과정을 고려할 수 있다. 연직 및 반경방향의 배수효과에 의해 배수재가 설치된 지반(Zone B)에서 유발되는 변형률 속도는 배수재가 설치되지 않은 연약지반 (Zone A)의 변형률 속도보다 크다. 유발된 변형률 속도의 영향으로 Zone B의 선행압밀하중도 Zone A에서 유발되는 선행압밀하중보다 크다. Olga-C 지역의 Zone A 에서는 응력완화효과가 유발되지만, Zone B에서는 응력완화효과가 유발 되지 않았다.

• Composites Research
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• v.17 no.6
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• pp.8-13
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• 2004

A new three-dimensional model fur stress-strain relation of a porous shape memory alloy has been proposed, where Eshelby's equivalent inclusion method with Mori-Tanaka's mean field theory is used. The predicted stress-strain relations by the present model are compared and show good agreements with the experimental results for the Ni-Ti shape memory alloy with porosity of 12%. Unlike linear stress-strain relations during phase transformations by other models from the literature, the present model shows nonlinear stress-strain relation in the vicinity of martensite finish region.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.16 no.3
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• pp.77-88
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• 2000

연약지반상에 하중 경감을 목적으로 발포성 폴리스티렌(Expanded Polystyrene)을 사용하는 사례가 최근 꾸준히 증가하고 있다. 공법의 요점은 연약지반상에 축조되는 상부구조물에 의한 응력증가를 감소시켜서 결국에는 침하를 방지하기 위한 것이다. 이것을 지오폼(geofoam)이라고 하는데, 지오폼은 교대나 옹벽의 뒷채움재로 사용할 경우 횡토압을 감소시키기 때문에 옹벽이나 교대의 뒷채움재료로 사용하기도 한다. 이와 같이 그 사용이 꾸준히 증가하고 있지만 뒷채움이나 연악지반상에 사용할 때 지오폼의 거동을 예측하는 적절한 수치모델이 아직은 개발되자 않았다. 본 연구에서는 지오폼의 응력-변형 특성을 연구하고 그 탄소성 예측모델을 제시하였다. 이를 위하여 삼축압축시험을 실시하였으며 구속응력과 지오폼의 밀도를 다양하게 변화시켜 그 응력-변형특성을 조사하고 회귀분석을 통하여 비선형 구성모델을 제시하였다. 그 결과 지오폼은 탄성 선형모델보다 탄소성모델 특성에 더 가까운 것을 알 수 있었으며 체적변화율과 축방향 변형률에는 특별한 상관 관계가 있음을 알 수 있었다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.3
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• pp.293-308
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• 1999

이 논문에서는 패널, 깊은 보 그리고 전단벽과 같이 평면응력상태하에 있는 철근콘크리트 구조물의 비선형 유한요소해석에 있어서의 직교이방성 콘크리트 구성 모델의 적용성을 보여준다. 등가의 일축 변형을 개념을 토대로 콘크리트의 구성 관계가 주변형률 축과 일치하고 하중이력에 따라 회전하는 직교하는 축에 대해 제시된다. 제안된 모델은 이축 압축응력상태와 인장-압축 응력상태에서 각각 압축강도의 증가와 인장 저항력의 감소효과를 보여주는 이축 파괴영역의 정의를 포함한다. 인장균열이 발생한 후, 콘크리트의 압축강도의 감소효과가 제시되고, 인장강화효과로 알려진 철근에 의해 지지되는 콘크리트의 인장응력이 고려된다. 평균응력과 평균변형률 개념을 사용하여 힘의 평형, 적합조건 그리고 철근과 철근을 둘러싼 콘크리트 사이의 부착응력-슬림 관계를 토대로 인장강화효과를 모사하기 위한 모델이 제안된다. 유한요소 모델에 의한 예측은 유용한 실험자료와의 비교에 의해 입증된다. 이 논문에서는 해석결과와 이상화한 전단 패널실험으로부터 얻어진 실험값의 비교연구가 수행되고, 제안된 모델의 타당성을 보여주기 위해 서로 다른 응력상태하의 전단 패널 보와 벽체의 힘-변위 관계를 평가하였다.