The main purpose of this study is to investigate the failure surface in a soil mass by a excavation of the model ground. The failure mechanism of an earth structure is usually determined from field failure observations or from laboratory model tests at failure. To study the failure surface for the excavated slope, laboratory model tests were performed by changing the angle of the excavated slope and the ground condition. Results of the laboratory model tests were compared with those obtained with theoretical solutions using limit equilibrium analysis method. The results of model tests show that, there is a failure to create a straight line in the low angle of excavated surface and a create a circle as the angle increases. As the angle of excavated surface is increasing, the angle of the failure surface increases too. In the angle of the failure surface, the submerged ground is less than the dry ground at $3.2^{\circ}$.
This paper is to investigate the failure surface and modes in a soil mass by a excavation of the model ground. To study the failure surface for the excavated slope, centrifugal model tests were performed by changing the angle of the excavated slope(50, 75, $90^{\circ}$) and the ground condition($D_r$=60, 90%, dry and submerged ground). Excavation was simulated during the centrifuge tests by operating a valve that allowed the zinc chloride solvent to drain from the excavation. Results of model tests were compared with those obtained with theoretical solutions using limit equilibrium analysis method. The results of model tests show that, there is a failure to create a straight line in the low angle of excavated surface and a create a circle as the angle increases. Also, as the angle of excavated surface is increasing, the angle of the failure surface increases. The failure length in the submerged ground increases approximately 1.10~1.34 times more than that of the dry ground.
The extent by which economy and safety concerns can be addressed in earth retaining structure design depends on the accuracy of the assumed failure surface. Accordingly, this study attempts to investigate and quantify mechanical backfill properties that control failure surface geometry of cohesionless backfills at the active state for translational mode of wall movements. For this purpose, a small scale 1 g physical model study was conducted. The experimental setup simulated the conditions of a backfill behind a laterally translating vertical retaining wall in plane strain conditions. To monitor the influence of dilative behavior on failure surface geometry, model tests were conducted on backfills with different densities corresponding to different dilation angles. Failure surface geometries were identified using particle image velocimetry (PIV) method. Friction and dilation angles of the backfill are calculated as functions of failure stress state and relative density of the backfill using a well-known empirical equation, making it possible to quantify the influence of dilation angle on failure surface geometry. As a result, an empirical equation is proposed to predict active failure surface geometry for cohesionless backfills based on peak dilatancy angle. It is shown that the failure surface geometries calculated using the proposed equation are in good agreement with the identified failure surfaces.
Estimating seismic displacements has a great importance for foundations on or adjacent to slope surfaces. However, dynamic solution of the problem has received little attention by previous researchers. This paper presents a new analytical model to determine seismic displacements of the shallow foundations adjacent to slopes. For this purpose, a dynamic equilibrium equation is written for the foundation with failure wedge. Stiffness and damping at the sliding surface are considered variable and a simple method is proposed for its estimation. Finally, for different failure surfaces, the calculated dynamic displacement and the surfaces with maximum strain are selected as the critical failure surface. Analysis results are presented as curves for different slope angles and different foundation distances from edge of the slope and are then compared with the experimental studies and software results. The comparison shows that the proposed model is capable of estimating seismic displacement of the shallow foundations adjacent to slopes. Also, the results demonstrate that, with increased slope angle and decreased foundation distances from the slope edge, seismic displacement increases in a non-linear trend. With increasing the slope angle and failure wedge angle, maximum strain of failure wedge increases. In addition, effect of slope on foundation settlement could be neglected for the foundation distances over 3B to 5B.
Copper-based leadframe sheets were oxidized in a hot alkaline solution to form brown-oxide layer on the surface and molded with epoxy molding compound (EMC). The brown-oxide-coated leadframe/EMC joints were machined to form sandwiched double-cantilever beam (SDCB) specimens and sandwiched Brazil-nut (SBN) specimens for the purpose of measuring the fracture toughness of leadframe/EMC interfaces. The SDCB and the SBN specimens were designed to measure the fracture toughness of the leadframe/EMC interfaces under nearly mode-I loading and mixed-mode (mode I + mode II) loading conditions, respectively. Fracture surfaces were analyzed by various equipment such as glancing-angle XRD, SEM, AES, EDS and AFM to elucidate failure path. Results showed that failure occurred irregularly in the SDCB specimens, and oxidation time of 2 minutes divided the types of irregular failures into two classes. The failure in the SBN specimens was quite different from that in the SDCB specimens. The failure path in the SBN specimens was not dependent on the phase angle as well as the distance from tips of pre-cracks.
This study investigates the uplift capacity of a single vertical belled pile buried at shallow depth in dry sand. The laboratory model experiments are conducted with different pile-tip angles and relative densities. In addition, image and FEM analyses are performed to observe the failure surface of the belled pile for different pile-tip angles and relative densities. Accordingly, the uplift capacity and failure angle in the failure surface of the belled pile were found to depend on the belled pile-tip angle and relative density. A predictive model for the uplift capacity of the belled pile was proposed considering the relative density and belled pile-tip angle based on a previous limit equilibrium equation. To validate the applicability of the proposed model, the values calculated using the proposed and previous models were compared to those obtained through a laboratory model experiment. The proposed model had the best agreement with the laboratory model experiment.
The purpose of this study was to evaluate the effect of some resistance form designs on the bond strength of resin-retained prosthesis. Six sub-groups are designed in natural teeth group and resin teeth group . The framework designs in natural teeth group: 1) no groove preparation 2) groove at the center of distal surface 3) groove at the distobuccal line angle 4) 45 degree lateral load with no groove 5) 45 degree lateral load with center groove 6) splint two teeth with no groove. The framework designs in resin teeth group: 1) no groove preparation 2) groove at the center of distal surface 3) groove at the distobuccal line angle 4) metal covered the 1/2 of distal surface 5) metal covered the 1/2 of mesial surface 6) metal extended over the 114 of buccal surface. Specimens were treated electrolytic etching by Oxy-Etch and cemented with Panavia EX. Failure load was measured by Instron. Another 30 specimens were carried out fatigue tests by MTS 810 fatigue testing machine for 5000 cycles at different load level. The following results were obtained from this study. 1. The failure load was significantly increased by resistance forms. 2. The failure load was not increased by increase of total surface area bonded with teeth. The distal surface area played an important role in failure load. 3. In 45 degree lateral load group, the failure load was decreased significantly than that of in vertical load group. 4. Bond failure modes between static test and fatigue test exhibited no differences.
Purpose: The purpose of this study is to evaluate failure characteristic and mechanism of four commercial water-repellent coatings for elevated temperature machinery applications. Method: Thermal degradation was performed for up to 64 thermal cycles. 1 cycle consists of 15 minute holding at 523K under 300rpm revolution and 15 minute-natural cooling. Contact angle was measured and microstructure of the coating layer was observed by using a scanning electron microscope. Results: Four kinds of commercial repellent coating showed hydrophobic or super-hydrophobic property implying that all coatings are suitable for room temperature application. Contact angle of three kinds of commercial coatings decreased rapidly after thermal exposure, while only one specimen having hydrophobic surface showed extremely slow degradation. Conclusion: Observed decrease in contact angle of the coatings were attributed to formation of macro-sized pores and disappearance of micro-protrusion during thermal exposure. Optimum water-repellent coating needs to be selected under the consideration of initial contact angle as sell as service temperature.
본 연구에서는 월류에 의한 붕괴 메커니즘의 규명을 위해 모형제방(제방고 0.4~0.8m)과 실물제방(제방고 1.0m)을 대상으로 월류 붕괴실험을 수행하였다. 월류에 의한 제방붕괴는 1단계에서는 월류에 의해 비탈표면에서 세굴이 발생되었으며, 월류의 유속은 완만히 증가되었다. 2단계에서는 붕괴단면이 커지고 유속도 급격히 증가되었다. 3단계에서는 월류에 의해 제방 단면이 완전히 붕괴되고 붕괴면적이 넓어져 유속이 상대적으로 감소되었다. 월류에 의한 제방의 붕괴각(${\theta}$)은 큰 자중, 감소된 전단저항력 및 월류의 흐름에 의한 추가 소류력으로 인해 랭킨토압의 사면붕괴각보다 크게 나타났다. 제방고(H)가 증가될수록 월류에 의한 제방의 월류 유속(${\upsilon}$)이 증가되었으며, 이로 인해 소류력이 추가로 작용되어 제방의 붕괴각(${\theta}$)과 붕괴면적(A)이 함께 증가되었다. 모형실험과 실물실험에 사용된 모래 시료가 동일한 입경크기로 한계세굴유속이 같아 월류 유속변화에 의해 세굴 특성이 지배되는 것으로 나타났다.
Ataabadi, A. Kabiri;Ziaei-Rad, S.;Hosseini-Toudeshky, H.
Steel and Composite Structures
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제12권1호
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pp.53-72
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2012
In this study, the physically-based failure models for matrix and fibers in compression and tension loading are introduced. For the 3D stress based fiber kinking model a modification is proposed for calculation of the fiber misalignment angle. All of these models are implemented into the finite element code by using the advantage of damage variable and the numerical results are discussed. To investigate the matrix failure model, purely in-plane transverse compression experiments are carried out on the specimens made by Glass/Epoxy to obtain the fracture surface angle and then a comparison is made with the calculated numerical results. Furthermore, shear failure of $({\pm}45)_s$ model is investigated and the obtained numerical results are discussed and compared with available experimental results. Some experiments are also carried out on the woven laminated composites to investigate the fracture pattern in the matrix failure mode and shown that the presented matrix failure model can be used for the woven composites. Finally, the obtained numerical results for stress based fiber kinking model and improved ones (strain based model) are discussed and compared with each other and with the available results. The results show that these models can predict the kink band angle approximately.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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