• 제목/요약/키워드: 소성한계

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정적 및 동적시험법과 실험자에 따른 점토의 액·소성한계 (Liquid and Plastic Limits of Cohesive Soil by Static and Dynamic Test Methods and Testers)

  • 김찬기;여진수;문영석;박형렬;김태형
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.5-15
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    • 2017
  • 본 연구는 파주점토에 대해 Casagrande법(동적)과 원추관입시험법(정적)으로 액성한계와 소성한계시험을 실시하여 실험방법과 실험자에 따른 액 소성한계 결정에 미치는 영향을 검토하였다. 총 6명의 실험경험을 가진 학생이 참여하였다. 액성한계시험결과, 원추관입시험법으로 구한 액성한계는 Casagrande법으로 구한 액성한계보다 약 4% 정도 작게 나타났다. 원추관입시험법에서 실험횟수의 증가함에 따라 비례적으로 실험자별 실험값의 차이가 작아지고, 숙련도의 변화 폭도 양호해지는 경향을 보였다. 1점법에서 원추콘관입시험법에 의해 결정된 액성한계 값의 변화는 작고 Casagrande법보다 좀 더 양호한 값을 얻을 수 있었다. 소성한계시험결과, 액성한계와는 다르게 두 시험법의 결과 차이는 없는 것으로 나타났다. 즉, 두 시험방법 모두 실험자별 소성한계는 실험횟수가 증가함에 따라 평균 소성한계 값에 근접해 가는 경향을 보이고 있으며 숙련도의 변화도 실험횟수가 증가 할수록 좋아 지는 경향을 보였다.

3차원 유한요소 한계해석을 이용한 원주방향 경사관통균열 배관의 소성한계하중 (Plastic Limit Loads for Slanted Circumferential Through-Wall Cracked Pipes Using 3D Finite-Element Limit Analyses)

  • 장현민;조두호;김영진;허남수;심도준;최영환;박정순
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권10호
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    • pp.1329-1335
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    • 2011
  • 본 논문에서는 3 차원 유한요소 한계해석을 기반으로 하여 인장하중, 굽힘 모멘트 및 내압이 작용하는 원주방향 경사관통균열을 갖는 배관의 소성한계 하중값을 제안하였다. 본 연구에서 수행된 유한요소 모델 및 해석 방법은 이상화된 관통균열을 갖는 배관의 소성한계 하중값을 구하기 위한 기존의 이론식과의 비교를 통해 타당성을 입증하였다. 또한, 경사균열이 소성한계 하중값에 미치는 영향을 정량화하기 위하여 대규모의 3 차원 유한요소 해석을 통해 이상화된 관통균열 배관의 소성한계 하중값으로부터 경사관통균열 배관의 소성한계 하중값을 구할 수 있는 새로운 경사균열 보정계수를 제안하고자 한다. 본 논문의 결과인 경사균열 보정계수들은 각 하중조건 및 실제 조건의 형상들에 대해 표 형식으로 나타내었다.

정확한 소성한계 측정을 위한 새로운 실험법 제안 (The proposal on the new method for accurate to measure the plastic limits)

  • 고재민;이병석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.68-79
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    • 2018
  • 지반조사에서 지반재료 특성의 판단은 매우 중요하다. Casagrande는 재료적 특성을 이용하여 흙을 분류하였다. 액 소성한계 시험은 흙의 기본적인 정보를 얻기 유용하며 실트와 점토를 분류하는 효과적인 방법과 재료 특성인 전단강도, 수축, 팽창 등의 정보를 제공한다. 액성한계와 다르게 소성한계는 시험절차의 모호성으로 많은 지반 공학자 및 기술자들이 시험결과에 의문을 제기하고 있다. 이를 해결하기 위해 낙하에너지를 이용한 새로운 소성한계 측정법을 제안하였다. 본 연구에서는 새로운 소성한계측정법의 정확성을 검토하기 위하여 새로운 카올리나이트, 일라이트, 벤토나이트를 각각 일정비율로 혼합하고 국내 서해안 일대의 시료를 채취하여 소성한계 측정법을 종래 방법과 비교 하였다. 비교 실험을 통한 검토결과 새로운 시험법의 시험값은 기존의 thread rolling시험의 시험값의 오차 범위가 10%에서 약 2%의 차이로 시험의 재현성이 높으며 기존 소성한계 시험값의 기울기와 차이가 0.11519 ~ 0.1925로 거의 시험의 결과 값이 유사 또는 일치하고 있음을 알 수 있었다. 또한 새로운 시험법을 보다 간편하게 적용할 수 있도록 일점법을 제안하였다.

흙의 비배수전단강도가 0이 되는 함수비인 흐름한계의 제안 (A Proposal of Flow Limit for Soils at Zero Undrained Shear Strength)

  • 박성식;농쩐쩐
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권11호
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    • pp.73-84
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    • 2013
  • 사면 내 토사가 붕괴되거나 토석류가 발생하는 경우 파괴면에 작용하는 전단강도는 0에 가깝게 되면서 토사가 비점성 액체와 같이 유동한다. 점성토는 함수비 증가에 따라 그 연경도가 달라지며 액체상태로 바뀌는 액성한계에서 도 약간의 전단강도를 가진다. 본 연구에서는 점성토의 전단강도가 0이 되어 흐름을 유발하는 함수비를 찾고자 하였 다. 카올리나이트, 벤토나이트, 그리고 카올리나이트(50%)+벤토나이트(50%)와 같은 세 종류의 점토에 혼합수로 증류 수, 해수, 또는 미생물용액을 혼합하여 액성한계 상태로 만든 다음 함수비를 단계적으로 증가시키면서 토베인 시험기 를 이용하여 비배수전단강도를 측정하였다. 액성한계와 소성한계에서 비배수전단강도의 범위는 각각 3.6-9.2kPa와 24-45kPa 정도이었다. 한편 측정 결과로부터 비배수전단강도가 급격하게 변화하는 값에 해당하는 함수비를 흐름함수 비(Flow Water content)로 정의하였으며, 비배수전단강도가 0이 될 때의 함수비를 흐름한계(Flow Limit)로 정의하였다. 그리고 흐름한계와 액성한계의 상관관계를 살펴보기 위하여 흐름한계와 액성한계의 차이를 점성지수(Cohesive Index) 로 정의하였다. 또한 흐름한계와 소성한계의 차이를 새로운 소성지수(New Plasticity Index)로 정의하였으며, 흐름한계를 이용하여 새로운 액성지수(New Liquidity Index)도 정의하였다. 흐름한계(Flow Limit)는 액성한계보다 1.5-2배 정도 높은 값을 보였으며, 새로운 소성지수는 기존 소성지수보다 2-5.5배 정도 높았다.

열처리에 따른 점토의 애터버그 한계 영향 (The Effects on the Atterberg Limits of Clays with Heat Treatment)

  • 민덕기;황광모;이성호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.29-34
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    • 2007
  • 본 연구에서는 카올린광물과 벤토나이트로 혼합물에 대한 열처리의 영향을 조사하였다. $100^{\circ}C$에서 $500^{\circ}C$까지 $100^{\circ}C$씩 온도를 증가시켜 인공적으로 생성한 혼합점토시료에 대하여, 열처리에 따른 건설재료의 강도특성을 분석코자 액성한계와 소성한계의 변화를 조사하였다. 실험 결과, 액성한계는 $100^{\circ}C$에서 $300^{\circ}C$ 사이에서는 약간 감소하는 경향을 나타내었으며, $300^{\circ}C$ 이후에는 액성한계가 급격히 감소하였다. 반면, 소성한계는 열처리의 영향이 크지 않았으며, $500^{\circ}C$로 처리한 혼합점토시료 모두에서 비소성(N.P.)을 나타내었다. 열처리에 따른 NaCl 함유량은 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났으며, 수소이온농도(pH) 역시 열처리의 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 양이온교환능력(C.E.C.) 또한, 열처리 온도에 따라 감소하는 경향을 보여 열처리에 따라 혼합점토의 액 소성한계가 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.

굽힘 하중과 내압이 가해지는 미터밴드의 소성하중 (Plastic Loads of Mitred Bends under Internal Pressure and Bending Moment)

  • 민성환;김윤재;전준영;이국희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.549-555
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    • 2009
  • 본 논문에서는 굽힘과 내압이 가해질 때 미터밴드의 한계하중을 3차원 유한요소해석을 이용하여 연구하였다. 재료는 탄성-완전 소성재료로 가정하였고, 기하학적 선형과 비선형 효과를 고려하여 소성 한계하중을 결정하였다. 본 연구를 위한 해석에서는 다양한 범위의 형상 변수가 고려되었다. 유한요소해석 결과를 바탕으로 굽힘에 관한 보간식을 제시하였다.

화순 지역 셰일 풍화토의 물리적.역학적 특성에 관한 연구 (The Physical and Mechanical Properties of the Weathered Shale Soils in Hwasun Area)

  • 김종렬;박정훈;김해경;강권수
    • 지질공학
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    • 제14권2호
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    • pp.199-210
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    • 2004
  • 본 연구는 전라남도 화순군에 분포하는 셰일 풍화토를 대상으로 실험실에서 물성 및 역학 시험을 실시하여 풍화토의 물리적ㆍ역학적 특성을 파악하였다. 연구지역 셰일 풍화토의 물리적 특성인 비중, 액성한계, 소성한계 및 소성지수는 각각 2.66~2.68, 36.39~36.92(%), 18.53~19.48(%), 17.44~17.86 이며, 흙의 분류는 CL에 해당된다. 다짐시험결과 최적함수비는 22.5~23% 최대 건조단위중량은 $1.58~1.61t/\textrm{m}^3$으로 나타났다. 전단시험 결과 포화 및 불포화시료의 경우 건조단위중량이 커질수록 점착력은 증가하는 경향이 나타났고, 불포화 상태의 점착력이 포화 상태의 점착력의 약 2배 정도 크게 나타났다. 마찰각의 경우, 불포화 상태일 때는 건조단위중량이 증가할수록 증가하는 경향이 나타나지만, 포화 상태의 경우는 건조단위중량이 증가할수록 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 대구지역 셰일 풍화토(김 등, 1995)의 공학적 특성과 비교할 때, 비중은 유사하지만 액성한계 및 소성한계는 약간 높은 것으로 나타났다.

강구조 성능기반설계를 위한 접합부의 내진성능평가치 제안 (The Suggestion of Seismic Performance Values on Connections for Performance Based Design of Steel Structures)

  • 오상훈;오영석;홍순조;이진우
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.147-158
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    • 2011
  • 본 연구의 목적은 국내 강구조 성능기반설계를 위한 접합부의 내진성능평가치를 제안하는 것에 있다. 최근 성능설계에 대한 기초연구가 국내, 외에서 증가하고 있으며, 본 연구에서는 외국의 성능설계기법을 조사, 분석하여 강구조 건축물의 성능한계분류를 제안하였다. 제안된 성능한계분류에 따라 강구조에 적합한 공학량으로서 내진성능규정치를 제시할 필요가 있다. 그 첫 번째 단계로 강구조 실대형 실험을 통한 접합부의 실험결과를 중심으로 기초자료를 조사하여 작성하였다. 모멘트 골조 접합부의 실험 데이터에서 얻은 모멘트-회전각 관계를 이용하여 항복하중 이하에 존재할 것으로 판단되는 기능한계와 손상한계는 층간변형각으로 구분하였다. 또한 항복하중과 최대하중 사이에 존재할 것으로 판단되는 복구한계와 안전한계는 소성율과 누적소성변형배율을 조사하여 구분하였다.

재료 특성에 기반한 철근콘크리트 휨부재의 소성회전능력 산정 (Evaluation of Plastic Rotational Capacity Based on Material Characteristics in Reinforced Concrete Flexural Members)

  • 최승원;김우
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.825-832
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    • 2010
  • 철근콘크리트 구조물은 위험 단면이 휨강도에 도달하더라도 이 단면에서 소성힌지가 형성되어 휨모멘트가 재분배되어 곧바로 파괴에 도달하지 않는다. 이러한 소성힌지 영역에서 발생하는 비탄성 변형에 의해 소성 회전이 발생한다. 소성힌지길이는 주로 재료 특성에 영향을 받는다. 이 연구에서는 유로코드2에서 제시하고 있는 재료 모델로부터 산정된 휨곡률 분포로부터 소성힌지길이와 소성회전각을 일관되게 산정하였다. 재료 모델의 한계값 즉, 콘크리트 극한변형률, 철근 극한변형률 및 철근의 경화비(k)가 소성회전능력에 미치는 영향을 분석하였다. 해석 결과 콘크리트 극한변형률 및 철근 극한변형률이 증가함에 따라 소성회전능력이 증가하였고 특히, 철근의 경화비(k)가 증가함에 따라 소성 회전각은 크게 증가되는 것으로 나타났다. 따라서 각 재료 모델의 한계값 결정에 세심한 주의가 필요할 것으로 나타났다.

매쉬-심 용접 판재의 성형 한계 (Forming Limit of Mash-seam Welded Sheets)

  • 김형목;허영무;양대호;서대교
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 1997년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.222-225
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    • 1997
  • This paper describes experimental investigation on the forming limit for mash-seam welded sheets. The uniaxial tensile test was conducted to evaluate the mechanical properties of weld bead. Experimental forming limit diagrams were investigated for the different thicknesses and properties of welded sheets.

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