• 제목/요약/키워드: Cyclic Dynamic Loading

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철근콘크리트구조물의 상사법칙에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Similitude Requirements of Reinforced Concrete Structures)

  • 정란;박현수;김정섭
    • 콘크리트학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.165-174
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    • 1995
  • 정적하중은 동적하중에 비해 재하속도가 느리므로 보다 합리적인 내진설계 규준제정을 위해서는 정적 실험과 별도로 동적실험이 필요하다. 그러나 구조물의 실물크기로 동적실험을 수행하기에는 여러 가지 기계적, 경제적인 제약이 있으므로 그 크기를 축소시킨 모형실험이 일반적으로 수행되고 있다. 이 연구에서는 11개의 철근 콘크리트 보-기둥 접합부 실험체에 대해 이미 잘 알려진 상사법칙을 적용하여 길이 축척비 1 : 2 : 4로 제작하여, 재하진동수를 0.0025Hz~2.0Hz로 각각 서로 다르게 작용시켜 철근콘크리트 부재의 동적 모형실험에 대한 신뢰성을 검토하였다. 실험결과, 상사법칙에 의해 설계된 모형실험체는 원형크기 실험체의 동적거동 예측에 유용하게 사용 될 수 있음이 확인되었다.

Traffic-load-induced dynamic stress accumulation in subgrade and subsoil using small scale model tests

  • Tang, Lian Sheng;Chen, Hao Kun;Sun, Yin Lei;Zhang, Qing Hua;Liao, Hua Rong
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제16권2호
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    • pp.113-124
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    • 2018
  • Under repeated loading, the residual stresses within the subgrade and subsoil can accelerate the deformation of the road structures. In this paper, a series of laboratory cyclic loading model tests and small-scale model tests were conducted to investigate the dynamic stress response within soils under different loading conditions. The experimental results showed that a dynamic stress accumulation effect occurred if the soil showed cumulative deformation: (1) the residual stress increased and accumulated with an increasing number of loading cycles, and (2) the residual stress was superimposed on the stress response of the subsequent loading cycles, inducing a greater peak stress response. There are two conditions that must be met for the dynamic stress accumulation effect to occur. A threshold state exists only if the external load exceeds the cyclic threshold stress. Then, the stress accumulation effect occurs. A higher loading frequency results in a higher rate of increase for the residual stress. In addition to the superposition of the increasing residual stress, soil densification might contribute to the increasing peak stress during cyclic loading. An increase in soil stiffness and a decrease in dissipative energy induce a greater stress transmission within the material.

Experiment of single screw piles under inclined cyclic pulling loading

  • Dong, Tian Wen;Zheng, Ying Ren
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제8권6호
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    • pp.801-810
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    • 2015
  • The ultimate pullout capacity under inclined dynamic loading is an important measure of the destruction degree of vertical screw piles (anchors) under dynamic actions. Based on the static and dynamic tests on two kinds of model screw piles, the ultimate bearing capacity was researched considering different distance-width ratio of blade (D/W) and preloading ratio. The results compared well with other experimental data available in the literature. This research reveals that D/W might determine the failure model of the piles (anchors), for example D/W = 3.14 or 5; a critical dynamic-static loading ratio (DSLR) existed in the experiments. The critical DSLR was reached under the conditions of 40%~60% preloading (D/W = 3.14) or 20%~40% preloading (D/W = 5), respectively.

재하속도에 따른 SM490강재 원형강기둥의 이력거동 특성 (Characteristics of Hysteretic Behavior of Circular Steel Column using SM490 for Loading Rate)

  • 장갑철;장경호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권6A호
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    • pp.935-941
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    • 2006
  • 지진과 같은 동적반복하중을 받은 강구조물은 정적하중시와 다른 이력거동을 보인다. 이는 동적변형중인 구조용 강재는 정적상태와 다른 역학적 특성 및 응력-변형률 관계를 보이기 때문이다. 즉, 지진하중을 받는 원형 강기둥과 같은 강구조물의 이력거동을 정확히 예측하기 위해서는 정동적 변형 상태를 가정한 재하속도에 따른 대상구조물 내하력 및 변형의 차이점을 명확히 파악해야 한다. 이에 본 연구에서는 저자에 의해 제안된 SM490강재의 동적 반복소성모델과 이를 적용한 3차원 탄소성 유한요소해석을 이용하여 재하속도와 지름-두께(D/t)비를 변수로한 SM490 원형강기동의 동적해석을 수행하였다. 해석 결과를 통하여 정적에서 동적변형상태로 재하속도 변화에 따른 SM490 원형강기둥의 이력거동 특성 즉, 내하력 및 에너지소산효율의 변화를 명확히 파악하였다.

지오그리드로 보강한 고속철도 노반의 거동 특성 (Behavior of High-Speed Rail Roadbed Reinforced by Geogrid under Cyclic Loading)

  • 신은철;김두환
    • 한국철도학회논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.84-91
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    • 2000
  • The general concept of reinforced roadbed in the high-speed railway is to cope with the soft ground for the bearing capacity and settlement of foundation soil. The cyclic plate load tests were performed to determine the behavior of reinforced ground with multiple layers of geogrid underlying by soft soil. With the test results, the bearing capacity ratio, elastic rebound ratio, subgrade modulus and the strain of geogrids under loading were investigated. Based on these plate load tests, laboratory model tests under cyclic loading were conducted to estimate the effect of geogrid reinforcement in particular for the high-speed rail roadbed. The permanent settlement and the behavior of earth pressure in reinforced roadbed subjected to a combination of static and dynamic loading are presented.

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세립분 함량 변화에 따른 반복 동하중을 받는 시멘트 혼합토의 침하 및 강성 특성평가 (Characteristic evaluation of settlement and stiffness of cement-treated soils with the change of fines content under cyclic dynamic loading)

  • 김대상
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권10호
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    • pp.23-29
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    • 2020
  • 철도 공용에 따른 반복 동하중을 지속적으로 경험하는 흙 구조물은 지속적인 침하가 발생한다. 본 논문에서는 흙 구조물을 구성하는 세립분 함량 변화에 따른 시멘트 혼합토의 침하 및 강성 특성을 반복 동하중 시험을 실시하여 평가하였다. 흙의 세립분 함량, 시멘트 함량, 양생일 수을 변화시켜가면서 총 18 케이스의 시험을 실시하였다. 동 시험결과로부터 시멘트 혼합토는 침하 측면에서 시멘트 함량 3% 이상 사용 시 세립분 함량이 높은 흙에서도 침하 저감 가능성이 크다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시멘트 함량이 0% 에서 3 ~ 4% 로 증가 시 탄성 침하량은 1/4 수준으로, 소성 침하량은 1/6 수준으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 시멘트 혼합토는 강성 측면에서 시멘트 함량 증가에 따라 회복탄성계수가 증가하는 경향을 보였다. 시멘트 함량 3% 이상 사용 시에는 흙의 세립분 함량 40% 수준에서도 철도 상부노반 다짐 강성 품질기준인 80 MPa을 만족하는 것을 확인할 수 있었다.

새로운 타이타늄 구성요소를 사용한 내부연결 임플란트용 지르코니아 지대주의 동적하중 후 나사 제거력 (Removal torque of a two-piece zirconia abutment with a novel titanium component in an internal connection implant system after dynamic cyclic loading)

  • 이주희
    • 대한치과보철학회지
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    • 제55권2호
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    • pp.151-155
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    • 2017
  • 목적: 이 연구의 목적은 새로운 타이타늄 구성요소를 가진 지르코니아 지대주의 나사 제거력의 변화에 대해 알아보는 것이다. 내부연결 임플란트를 위한 새로운 지르코니아 지대주의 동적하중 후 지대주 나사의 제거력을 기존의 타이타늄 지대주와 비교하여 분석하였다. 재료 및 방법: 내측연결 임플란트와 타이타늄 지대주, 타이타늄 구성요소를 가진 지르코니아 지대주를 준비하였다. 12개의 내부연결형 임플란트에 6개의 타이타늄 지대주를 연결하고(대조군), 6개의 타이타늄 구성요소를 가진 지르코니아 지대주(실험군)를 30 Ncm의 토크로 연결한 후 동적하중 전후의 나사 제거력을 측정하였다. 동적 만능재료시험기를 사용하여 연결체의 장축과 30도 각도를 이루도록 하고 300 N 하중크기로 100만번의 하중이 가해졌다. 동적하중 전후의 지대주 나사 제거력을 t검정을 통해 신뢰구간 95%로 통계적 유의성을 검증하였다. 결과: 두 그룹 모두에서 동적하중 후 나사 풀림을 보이지 않았다. 동적 하중 전후의 나사 제거력은 두 그룹 모두에서 통계적으로 유의한 차이가 있게 나타났다(P < .05). 동적 하중 전후의 나사 제거력 차이는 대조군에서 $-7.25{\pm}1.50Ncm$, 실험군에서 $-7.33{\pm}0.93Ncm$ 로 나타났다. 통계분석 결과 두 군간에 나사 제거력 차이에서는 유의한 차이를 보이지 않았다(P > .05). 결론: 이 실험의 결과에 한하여 타이타늄 구성요소를 사용한 지르코니아 지대주의 동적하중 후 지대주 나사 제거력의 변화는 타이타늄 지대주와 통계학적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.

Effect of loading frequency and clay content on the dynamic properties of sandy-clay mixtures using cyclic triaxial tests

  • Alireza Hasibi Taheri;Navid Hadiani;S. Mohammad Ali Sadredini;Mahmood Zakeri Nayeri
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제36권4호
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    • pp.317-328
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    • 2024
  • Adopting a rational engineering methodology for building structures on sandy-clay soil layers has become increasingly important since it is crucial when structures erected on them often face seismic and cyclic wave loads. Such loads can cause a reduction in the stiffness, strength, and stability of the structure, particularly under un-drained conditions. Hence, this study aims to investigate how the dynamic properties of sand-clay mixtures are affected by loading frequency and clay content. Cyclic triaxial tests were performed on a total of 36 samples, comprising pure sand with a relative density of 60% and sand with varying percentages of clay. The tests were conducted under confining pressures of 50 and 100 kPa, and the samples' dynamic behavior was analyzed at loading frequencies of 0.1, 1, and 4 Hz. The findings indicate that an increase in confining pressure leads to greater inter-particle interaction and a reduced void ratio, which results in an increase in the soil's shear modulus. An increase in the shear strength and confinement of the samples led to a decrease in energy dissipation and damping ratio. Changes in loading frequency showed that as the frequency increased, the damping ratio decreased, and the strength of the samples increased. Increasing the loading frequency not only reflects changes in frequency but also reduces the relative permeability and enhances the resistance of samples. An analysis of the dynamic properties of sand and sand-clay mixtures indicates that the introduction of clay to a sand sample reduces the shear modulus and permeability properties.

Effect of cyclic loading and retightening on reverse torque value in external and internal implants

  • Cho, Woong-Rae;Huh, Yoon-Hyuk;Park, Chan-Jin;Cho, Lee-Ra
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제7권4호
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    • pp.288-293
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    • 2015
  • PURPOSE. The aim of this study was to evaluate the effect of cyclic loading and screw retightening on reverse torque value (RTV) in external and internal type implants. MATERIALS AND METHODS. Cement-retained abutments were connected with 30 Ncm torque to external and internal type implants. Experimental groups were classified according to implant connection type and retightening/loading protocol. In groups with no retightening, RTV was evaluated after cyclic loading for 100,000 cycles. In groups with retightening, RTV was measured after 3, 10, 100 cycles as well as every 20,000 cycles until 100,000 cycles of loading. RESULTS. Every group showed decreased RTV after cyclic loading. Before and after cyclic loading, external type implants had significantly higher RTVs than internal type implants. In external type implants, retightening did not affect the decrease in RTV. In contrast, retightening 5 times and retightening after 10 cycles of dynamic loading was effective for maintaining RTV in internal type implants. CONCLUSION. Retightening of screws is more effective in internal type implants than external type implants. Retightening of screws is recommended in the early stage of functional loading.

철근 콘크리트 구조물의 역학적 거동에 미치는 크기효과에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Size Effect influencing to Mechanical Behavior of Reinforced Concrete Structures)

  • 박현수;정란
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1995년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.366-371
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    • 1995
  • it is extremely difficult to perform the dynamic experiments with full-scale specimens. For this reason, small-scale structural models offer an attractive means to peform dynamic loading experiments. The purpose of this reserch is to estabilish the reliance for modeling techniques of small-scale specimens subjected to dynamic cyclic loading. This research focused on the similitude requirements for reinforced concrete frame structures subjected to dynamic cyclic loading. Length scale ratio of specimens were 1:2:4, and six specimens were tested at the frequencies of 0.0025Hz~2.0Hz. It was confirmed that modeling techniques based on the similitude requirements were useful method to evaluate the behavior of full-size R/C structures subjected to earthquake type loading.

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