최근들어, 사용 종료된 폐기물 매립장을 공원 및 체육시설로 활용하는 사례가 증가하고 있으며, 사용종료 매립장 활용을 위해서는 일차적으로 환경영향 여부와 구조적 안정성이 중요하다. 특히 상부구조물 설치 시 지지력 및 침하에 대한 안정성을 확보하여야 하며 폐기물 매립지반의 침하에 대한 안정성 확보와 지지력 보강을 위하여 토목섬유(지오셀)을 포설하기도 한다. 본 논문에서는 사용 종료된 폐기물 매립장의 장기침하 계측결과 분석 및 매립지반에 대한 지오셀 보강 시 지지력 보강효과에 대하여 분석하였다. 장기침하 분석은 매립장의 현장계측 침하량과 쓰레기 침하 모델식별 산정된 침하량을 비교하였고, 각 모델식별로 침하량에 가장 큰 영향을 미치는 파라메타를 분석하였다. 본 연구결과에 따르면, Park모델식에 따른 예측침하량($C_{intermediate}$ = 0.0678)이 현장계측 침하량과 가장 유사한 경향을 나타내었다. 또한, 지오셀 보강에 따른 지지력 증가는 무보강 지반에 비하여 약 1.193~1.554배 증가되는 것으로 도출되었다.
Rong, Chong;Tian, Wenkai;Shi, Qingxuan;Wang, Bin;Shah, Abid Ali
Structural Engineering and Mechanics
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제83권1호
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pp.19-29
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2022
The angle steel frame confined concrete columns (ASFCs) are an emerging form of hybrid columns, which comprise an inner angle steel frame and a concrete column. The inner angle steel frame can provide axial bearing capacity and well confining effect for composite columns. This paper presents the experimental and theoretical studies on the seismic behaviour of ASFCs. The experimental study of the 6 test specimens is presented, based on the previous study of the authors. The theoretical study includes two parts. One part establishes the section analysis model, and it uses to analyze section axial force-moment-curvature. Another part establishes the section moment-curvature hysteresis model. The test and analysis results show that the axial compression ratio and the assembling of steel slabs influence the local buckling of the angle steel. The three factors (axial compression ratio, content of angle steel and confining effect) have important effects on the seismic behaviour of ASFCs. And the theoretical model can provide reasonably accurate predictions and apply in section analysis of ASFCs.
본 연구는 국내의 초연약지반에 적용 가능한 표층보강재를 이용한 연약지반 표층처리공법을 정립시키기 위한 기초적 연구로서 표층처리공법 지지력 산정방법을 제안하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위하여 직포, 지오그리드, 강봉(대나무 대채재료)을 이용한 보강재의 단부 구속조건을 완전구속, 부분구속(3종류)으로 한 21 종류의 실내모형실험을 수행하였다. 또한 실험결과를 이용해 보강재의 강성도가 지지력효과에 미치는 영향을 고려한 지지력 산정방법을 제안하였다.
This study aimed to inspect the axial compression mechanical performance of basalt-fiber-reinforced recycled - concrete (BFRRC)-filled square steel tubular stub column. The replacement ratio of recycled coarse aggregate (RCA) and the basalt fiber (BF) dosage were used as variation parameters, and the axial compression performance tests of 15 BFRRC-filled square steel tubular stub column specimens were conducted. The failure mode and the load-displacement/strain curve of the specimen were measured. The working process of the BFRRC-filled square steel tubular stub column was divided into three stages, namely, elastic-elastoplasticity, sudden drawdown, and plasticity. The influence of the design parameters on the peak bearing capacity, energy dissipation performance, and other axial compression performance indexes was discussed. A mathematical model of segmental stiffness degradation was proposed on the basis of the degradation law of combined secant-stiffness under axial compression. The full-process curve equation of axial compressive stress-strain was proposed by introducing the influencing factors, including the RCA replacement ratio and the BF dosage, and the calculated curve agreed well with the test-measured curve.
본 연구에서는 선철의 제조과정에서 부산물로 발생되는 수경성 입도조정 고로 슬래그(이하HMS-25라 함)의 철도 노반재로서의 적용성 및 성능평가 검토를 하였다. 실험은 기본물성 측정을 위한실내시험, 일축압축강도시험 및 정ㆍ동적 특성분석을 위한 모형토조실험 및 공진주/비틂 전단시험을 실시하였다. HMS-25의 일축압축강도시험 결과, 수경성에 의한 강도 증진 효과를 확인하였다. 토조시헌에서는 HMS-25를 이용하여 조성한 노반이 흙노반에 비해 지지력 및 침하량측면에서 효과적인 것으로 나타났다. 공진주/비틂전단시험에서는 전단탄성계수는 구속압의 0.5 제곱으로 증가하였으며, 재령에 따라 증가하는 경향을 보였다.
주면마찰력은 매입말뚝에서 가장 큰 영향 요소이다. 특히 시멘트풀과 지반 사이의 인터페이스 거동에 있어 가장 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 시멘트 풀 영향을 고려하여 단독말뚝에 대한 현장축소모형말뚝 재하시험을 수행하였다. 시험말뚝은 상사비를 고려하여 길이 1.3m 지름 0.067m로 선정하였으며, 굴착공경은 150, 125, 90, 86, 74mm, 시멘트풀 물/시멘트비는 90, 70, 60%로 급속재하시험을 수행하였다. 분석 결과 굴착공경이 증가할수록 지지력 증가를 확인하였다. 또한, 물/시멘트비가 부배합일수록 지지력이 증가하는 것을 확인하였다. 상사비를 고려한 축소모형시험결과, 굴착 공경은 말뚝지름(0.508mm 기준)보다 대략 0.1~0.4D(50~200mm) 크게 시공하는 것이 적합하다. 그리고 시멘트풀 물/시멘트비는 본 연구 결과와 품질관리 등을 고려하였을 때, 70% 정도가 적절하다.
개단 강관말뚝은 관입저항이 상대적으로 작다는 장점 때문에 육상과 해상구조물의 기초로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 말뚝의 항타에너지가 강관말뚝의 폐색효과와 지지력에 미치는 영향을 알아보기 위하여 토조를 이용한 모형말뚝시험을 수행하였다. 시험결과로부터 말뚝의 폐색정도는 동일 항타에너지에서 햄머의 중량이 클수록, 그리고 동일 낙하높이에 대해서도 햄머의 중량이 클수록 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 폐색정도의 경우와 마찬가지로 항타에너지가 일정한 경우와 햄머의 낙하높이가 일정한 경우 모두에 대하여 햄머의 중량이 증가할수록 말뚝의 선단지 지력과 주면마찰력이 증가하는 것으로 나타났다. 한편 압입말뚝(jacked pile)의 경우에는 말뚝의 설치과정에서 발생하는 폐색효과가 동일 깊이로 타입된 항타말뚝에 비해 상당히 크게 나타났으며, 그로 인해 지지력 또한 항타말뚝 보다 큰 것으로 나타났다.
The increase in waste tires has brought serious environmental problems. Using waste tires rubber particles as aggregate in concrete can reduce pollution and decrease the usage of natural aggregate. The paper describes an investigation on flexural bearing capacity of self-compacting concrete (SCC) pavement slabs containing crumb rubber. Cyclic loading tests with different stress ratios and loading frequencies are carried out on SCC pavement slabs containing crumb rubber. Based on Paris Law and test data, the fatigue life of SCC pavement slab containing crumb rubber is discussed, and a revised mathematical model is established to predict the fatigue life of SCC pavement slab containing crumb rubber. The model applies to different stress ratios and loading frequencies. The fatigue life of SCC pavement slab containing crumb rubber is affected by the stress ratio and loading frequency. The fatigue life increases with the increase of stress ratio and loading frequency. Real-time acoustic emission (AE) signals in the SCC pavement slab containing crumb rubber under cyclic loading are measured, and the characteristics of crack propagation in the SCC pavement slab containing crumb rubber under different stress ratios and loading frequencies are compared. The AE signals provide abundant information of fracture process zone and crack propagation. The variation of AE ringing count, energy and b-value show that the fracture process of SCC pavement slab containing crumb rubber is divided into three stages.
The limited availability of raw materials and increasing service demands for pavements pose a unique challenge in terms of pavement design and concrete material selection. The self-compacting rubberized concrete (SCRC) can be used in pavement design. The SCRC pavement slab has advantages of excellent toughness, anti-fatigue and convenient construction. On the premise of satisfying the strength, the SCRC can increase the ductility of pavement slab. The aim of this investigation is proposing a new method to predict the crack growth and flexural capacity of large-scale SCRC slabs. The mechanical properties of SCRC are obtained from experiments on small-scale SCRC specimens. With the increasing of the specimen depth, the bearing capacity of SCRC beams decreases at the same initial crack-depth ratio. By constructing extended finite element method (XFEM) models, crack growth and flexural capacity of large-scale SCRC slabs with different fracture types and force conditions can be predicted. Considering the diversity of fracture types and force conditions of the concrete pavement slab, the corresponding test was used to verify the reliability of the prediction model. The crack growth and flexural capacity of SCRC slabs can be obtained from XFEM models. It is convenient to conduct the experiment and can save cost.
This paper presents a new method to compute the shear strength of composited structural B-C-W members. These B-C-W members, defined as concrete-filled steel box beams, columns and shear walls, consist of a slender rectangular steel plate box filled with concrete and inserted steel plates connecting the two long-side steel plates. These structural elements are intended to be used in structural members of super-tall buildings and nuclear safety-related structures. The concrete confined by the steel plate acts to be in a multi-axial stressed state: therefore, its shear strength was calculated on the basis of a concrete's failure criterion model. The shear strength of the steel plates on the long sides of the structural element was computed using the von Mises plastic strength theory without taking into account the buckling of the steel plate. The spacing and strength of the inserted plates to induce plate yielding before buckling was determined using elastic plate theory. Therefore, a predictive method to compute the shear strength of composited structural B-C-W members without considering the shear span ratio was obtained. A coefficient considering the influence of the shear span ratio was introduced into the formula to compute the anti-lateral bearing capacity of composited structural B-C-W members. Comparisons were made between the numerical results and the test results along with this method to predict the anti-lateral bearing capacity of concrete-filled steel box walls. Nonlinear static analysis of concrete-filled steel box walls was also conducted by using ABAQUS and the results agreed well with the experimental data.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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