• 제목/요약/키워드: Deviatoric stress

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反復荷重을 받는 흙의 構成關係式 開發 (Development of Constitutive Equation for Soils Under Cyclic Loading Conditions)

  • 장병욱;송창섭
    • 한국농공학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.41-48
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    • 1992
  • Various soil behaviors usually occurring in the geotechnical problems, such as, cutting and embankments, stability of slope, seepage, consolidations, shearing failures and liquefaction, should be predicted and analyzed in any way. An approach of these predictions may be followed by the development of the constitutive equations as first and subsequently solved by numerical methods. The purpose of this paper is develop the constitutive equation of sands uder monotonic or cyclic loadings. The constitutive equation which is based on elasto-plastic theory, modified anisotropic consolidated stress parameter by Sekiguchi et al and Pender's theory is derived. And the equation is included a new stress parameter, hardening function, Bauschinger's effects and Pender's theory. The model is later evaluated and confirmed the validity by the test data of Ottawa sand, Banwol sand Hongseong sand. The following conclustions may be drawn: 1. The consititutive equation which is based on elasto-plastic theory, modified anisotropic consolidated stress parpameter by Sekiguchi et al and Pender's theory is derived. The equation in included a new stress parameter, hardening function, Bauschinger's effect and Pender's theory. 2. For Ottawa sand, the result of the constitutive equation shows a better agreement than that of Oka et al. The result of axial strain agrees well with the tested data. However, the result of horizontal strain is little bit off for the cyclic loadings or large stress. It is thought that the deviation may be improved by considering Poisson's ratio and precise measurement of shear modulus. 3. Banwol sand is used for the strain and stress tests with different relative densitites and confining pressures. The predeicted result shows a good agreement with the tested data because the required material parameters were directly measurd and determined form this laboratory. 4. For Hongseong sand, the tests under same amplitude of cyclic deviatoric stress shows a similar result with the tested data in absolute strain. It shows the acute shape of turning point because the sine wave of input is used in the test but the serrated wave in prediction.

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응력장을 고려한 프리스플리팅 공법의 균열발생 원리에 대한 연구 (A Study on the Crack-propagation Mechanism of Pre-splitting Method with Consideration of Stress Field)

  • 윤지선;우택규;김민우;장영민
    • 화약ㆍ발파
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    • 제27권2호
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    • pp.1-11
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    • 2009
  • 본 연구에서는 프리스플리팅 적용 시 심발 발파를 통해 먼저 자유면을 확보한 후 이에 따른 응력변화를 관찰함으로서 최 외곽영역에서 균열형성을 함에 있어서의 유리함을 판단하고자 하며 균열형성이 용이한 조건을 찾고자 한다. 수치해석에서는 터널 내 최소주응력 방향을 고려했으며 수치해석 결과 응력의 방향변화는 가압하중의 크기변화에 큰 영향이 있음을 확인할 수 있었고, 차응력이 증가할수록 균열이 증가하는 경향을 확인하였다. 모형실험결과 응력장을 고려한 프리스플리팅공법 적용으로 기존 프리스플리팅 공법에 비해 균열 제어가 용이하고, 이를 통해 이완영역 축소를 기대할 수 있으며 또한 새로운 개념의 프리스플리팅 공법의 적용성을 판단하였다.

유리섬유쉬트로 보강된 콘크리트 기둥의 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Concrete Columns Strengthened with Glass Fiber Sheets)

  • 정택원;송하원;변근주
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.449-454
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    • 2002
  • For finite analysis of concrete columns strengthened with glass fiber sheets, an effective concrete model which considers the confining effects by lateral reinforcement and glass fiber sheets is necessary. In this paper, the so-called elasto-plasticity and continuum fracture model (EPF model) is modified to consider high confining effects of strengthened reinforced concrete columns by introducing a simple correction factor ($\alpha$) which relates maximum lateral confining stress of the column to the evolution of deviatoric plasticity. Then, a finite element analysis is carried out for the strengthened reinforced concrete columns using the modified EPF model and equally spaced truss elements. It is shown that the, analysis predicts well the failure behavior of reinforced concrete columns strengthened with glass fiber sheets.

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Prediction of terminal density through a two-surface plasticity model

  • Won, Jongmuk;Kim, Jongchan;Park, Junghee
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제23권5호
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    • pp.493-502
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    • 2020
  • The prediction of soil response under repetitive mechanical loadings remains challenging in geotechnical engineering applications. Modeling the cyclic soil response requires a robust model validation with an experimental dataset. This study proposes a unique method adopting linearity of model constant with the number of cycles. The model allows the prediction of the terminal density of sediments when subjected to repetitive changes in pore-fluid pressure based on the two-surface plasticity. Model simulations are analyzed in combination with an experimental dataset of sandy sediments when subjected to repetitive changes in pore fluid pressure under constant deviatoric stress conditions. The results show that the modified plastic moduli in the two-surface plasticity model appear to be critical for determining the terminal density. The methodology introduced in this study is expected to contribute to the prediction of the terminal density and the evolution of shear strain at given repetitive loading conditions.

Plastic Behaviour of Green Powder Metallurgical Compacts

  • Prado, J. M.;Riera, M. D.
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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    • pp.177-178
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    • 2006
  • The results of monotonic and cyclic uniaxial compression tests, in which the deviatoric component of the stress is predominant, carried out on green and recrystallized iron compacts with different levels of density are presented and discussed in order to analyse the macro and micro-mechanisms governing the mechanical behaviour of non-sintered PM materials. The plastic deformation of the particles, especially at the contact areas between neighbouring grains, produces an internal friction responsible for the main features observed in the behaviour of green metallic compacts. These results show important discrepancies with the plasticity models, Cam-Clay and Drucker-Prager Cap.

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Plastic limit analysis of a clamped circular plate with unified yield criterion

  • Ma, Guowei;Hao, Hong;Iwasaki, Shoji
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제7권5호
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    • pp.513-525
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    • 1999
  • This paper presents exact close form solutions of plastic limit loads of a clamped circular plate under uniformly distributed load with different loading radii. A unified yield criterion, which includes a family of piecewise linear yield criteria and the commonly adopted yield criteria such as the Tresca criterion and the maximum principal deviatoric stress criterion or the twin shear stress criterion that are its special cases, and the Mises criterion can be approximated by it, is employed in the analysis. The plastic limit loads, moment fields and velocity fields of the clamped circular plate are calculated based on the unified yield criterion. The influences of the yield criteria, the edge effects and the loading radius on the plastic limits of the clamped circular plate are investigated. Analytical results are calculated and compared. The exact close form solutions presented in this paper provide efficient approaches for obtaining plastic limit loads and the corresponding moments and velocities of the clamped circular plates. The previously derived solutions based on the Tresca and the Mises criteria are its special cases.

열차 하중에 의한 철도노반의 거동 분석 (An Analysis of Railroad Trackbed Behavior under Train Wheel Loads)

  • 박철수;최찬용;최충락;목영진
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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    • pp.587-598
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    • 2008
  • In the trackbed design using elastic multi-layer model, the stress-dependent resilient modulus is an important input parameter, which reflects substructure performance under repeated traffic loading. The resilient moduli of crushed stone and weathered granite soil were developed using nonlinear dynamic stiffness, which can be measured by in-situ and laboratory seismic tests. The prediction models of resilient modulus varying with the deviatoric or bulk stress were proposed (Park et al., 2008). To investigate the performance of the prediction models proposed herein, the elastic response of the test trackbed near PyeongTaek, Korea was evaluated using a 3-D nonlinear elastic computer program (GEOTRACK) and compared with measured elastic vertical displacement during the passages of freight and passenger trains. The material types of the test sub-ballasts are crushed stone and weathered granite soil, respectively. The calculated vertical displacements within the sub-ballasts are within the order of 1mm, and agree well with measured values with the reasonable margin. The prediction models are thus concluded to work properly in the preliminary investigation. The prediction models proposed for resilient modulus were verified by the comparison of the calculated vertical displacements with measured ones during train passages.

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수치해석을 이용한 수위변동시 필댐의 거동특성 및 안전관리방안 (Behavioral Characteristics and Safety Management Plan for Fill Dam During Water Level Fluctuation Using Numerical Analysis)

  • 정희돈;김용성;이무재;이승주;타망비백;허준;안성수
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.45-55
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    • 2021
  • 본 연구에서는 수치해석모형을 통하여 수위변동시 필댐의 거동 특성을 분석하고 저수지의 안전관리 방안을 고찰하였다. 수치해석 프로그램(GTS NX 및 LIQCA)을 이용하여 필댐의 상·하류측 Shell 및 Core에서 수위승강에 따른 소성전단변형률, 수평변위, 응력경로, 간극수압 등을 분석하였다. 제체의 거동을 분석한 결과, 제체 내의 수위가 빠른 속도로 상승하면 간극수압 및 변위 또한 급격하게 증가하는데, 수위의 상승은 제체 내의 간극수압 증가와 제체의 포화도 증가를 유발하며, 제체의 유효응력을 감소시키는 것으로 나타났다. 이러한 수위승강 시 필댐의 거동 특성은 제체의 강도 및 강성이 저하되는 원인이 되고, 침투로 인해 발생하는 제체의 변형에 의해 소성전단변형률이 축적되어 변위 증가를 유발하는 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 저수지의 정밀안전진단 상태평가 기준 개선안을 제안하였으며, 향후 저수지 안전진단지침 개정안 마련 시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

다변수 실험계획법을 이용한 진동침하 영향 요소 연구 (Investigation of Factors Affecting Vibration Induced Settlement Using Multifactorial Experimental Design)

  • 김동수
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제12권4호
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    • pp.61-74
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    • 1996
  • 미소지반 진동에 의해 사질토에서 유발되는 지반 침하는 많은 영향요소들의 복합작용에 의해 일어난다. 본 연구에서는 이들 영향요소들에 대하여 알아보고, 다변수 실험계획법을 이용하여 사질토에서 진동침하 예측모델을 개발하였다. 예측모델에 사용된 변수로는 진동의 크기, 축차응력, 구속응력, 입자분포, 진동지속시간, 함수비, 상대밀도 등이다. 여러 변수들을 실험적으로 고려하기 위하여 특수제작된 진동 프레임을 이용하여 삼축셀안의 공시체에 진동을 가하였다. 다변수 실험 계획법을 이용하여 비교적 작은 실험 양으로 많은 변수들이 진동침하에 미치는 영향을 연구하였다. 진동침하에 영향을 미치는 중요 요소는 진동의 크기, 구속응력, 축차응력 등이 있다. 진동의 크기가 2.5~18mm/sec의 범위에 있는 미소지반 진동에 의해서도 상당한 침하가 유발되었고 현장응력의 이방성이 진동침하에 많은 영향을 주었다.

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계장화 압입시험: 금속재료의 유동 응력-변형률과 잔류응력 평가를 위한 신 비파괴 측정 기술 (Instrumented Indentation Technique: New Nondestructive Measurement Technique for Flow Stress-Strain and Residual Stress of Metallic Materials)

  • 이경우;최민재;김주영;김광호;권동일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.306-314
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    • 2006
  • 가동 중인 설비 및 대형 구조물은 장시간 사용, 고온 환경 및 반복되는 하중 등의 영향으로 설비재료의 교체 및 유지 보수가 요구된다. 이때 설비의 기계적 특성을 평가하는 것은 필수 불가결한 요소 이지만 대부분의 물성평가방법이 파괴적이기 때문에 가동 중인 설비에 직접 적용하는 것은 상당한 어려움이 따른다. 그러나 계장화 압입시험법은 다양한 기계적인 특성을 비파괴적으로 측정하는 최신기술로서 재료에 하중 인가 및 제거 과정 중 하중과 변위를 연속적으로 측정하여 획득된 압입하중-변위곡선의 분석을 통해 유동물성, 잔류응력, 파괴인성 등의 기계적 특성을 평가 할 수 있다. 본 연구에서는 계장화 압입시험을 이용하여 철강재료 및 용접부 유동물성과 잔류응력을 정량적으로 평가하였다. 계장화 압입시험 시 발생하는 압입자 하부의 응력 상태를 고려하여 유동응력과 변형률을 정의하고, 이를 최적화된 응력-변형률 구성방정식을 통해 유동곡선 및 항복강도, 인장강도 등의 유동물성을 평가 하였다. 계장화 압입시험을 이용하여 잔류응력을 측정하기 위해 소성변형과 직접 관련된 편차 응력 성분만으로 압입변형과 잔류응력 간의 상호작용을 분석하여 잔류응력 모델을 정의하였다. 측정된 유동물성은 일축인장시험의 결과를 통해 그 정확성을 검증하였고, 잔류응력은 홀-드릴링, 절단법 및 ED-XRD 시험과 비교하여 그 모델을 검증하였다.