• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권6호
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• pp.81-92
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• 1998

앵커로 지지된 토류벽의 거동 해석기법에는 한계평형이론해석 (Limit Equilibrium Analysis), 유한요소해석(Finite Element Analysis), 그리고 탄소성보 해석법(Beam on Elasto-Plastic Foundation) 등이 있다. 이 중에서 탄소성보 해석법은 토류벽체의 변위, 휨모멘트, 토압분포 등을 구할 수 있고 유한요소해석에 비해 입력자료가 간편한 장점으로 인하여 널리 사용되어 왔다 (Haliburton. 1968.; Pfister등.. 1982: Briaud와 김 낙경, 1998), 탄소성보 해석법은 토류벽체를 탄성보로 모델링하고 지반을 탄소성 토압-변위 곡선 (Elasto-Plastic p-y Curve)으로 표시되는 스프링으로 모델링 하여 지반-토류벽 상호작용을 해석하는 기법이다. 그러므로 앵커토류벽의 탄소성보 해석법은 실제 거동을 모사할 수 있는 토압-변위 곡선의 구성 여부에 따라 그 해석 결과가 좌우된다. 본 논문에서는 미 국립토질시험장(U.S. National Geotechnical experimentation Site)에서 시공된 앵커토류벽의 변위,휨모멘트 계측자료로부터 Cubic Spline 함수를 이용하여 시공단계별로 토류벽에 작용하는 토압을 산정함으로서 토압-변위 곡선을 구성하였다. 구성된 토압-변위 곡선을 이용하여 탄소성 보해석을 실시하여 실측된 변위 및 휨모멘트와 비교함으로서 실험적인 토압-변위 곡선을 평가하고 시공단계를 적절히 고려할 수 있는 탄소성보 해석기법을 제안하였다.

• 터널과지하공간
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• 제11권3호
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• pp.225-236
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• 2001

암반 절리면의 거칠기는 전단강도 및 변형거동에 가장 중요한 영향을 미치는 요소 중의 하나이다. 절리면은 전단변형이 발생하는 동안 손상을 받게 되고 이에 따라 거칠기각은 연속적으로 낮아진다. 절리면의 수직팽창성과 강도 경화 및 연화현상도 거칠기의 변화와 관련이 있는 것으로 이해되고 있다. 따라서 절리면의 거칠기의 변화를 효율적으로 반영시킬 수 있는 수치해석 모델의 개발이 중요하다. 이 연구에서는 탄소성이론을 바탕으로 거칠기 변화를 고려할 수 있는 탄소성 응력-변형 증분식을 유도하여 절리면 거질기 변화가 절리면 전단거동에 미치는 영향을 정량적으로 평가하는데 이용하였다. 유도된 탄소성 증분식을 검증하기 위하여 수치 주기전단시험을 실시하였다. 수치시험결과 개발된 탄소성 증분식은 거친 절리면의 주기전단시험에 나타나는 일반적인 현상들을 모사하는데 효과적임을 알 수 있었다.

• Coupled systems mechanics
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• 제7권1호
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• pp.27-42
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• 2018

Behavior of soil is usually described with continuum type of failure models such as Mohr-Coulomb or Drucker-Prager model. The main advantage of these models is in a relatively simple and efficient way of predicting the main tendencies and overall behavior of soil in failure analysis of interest for engineering practice. However, the main shortcoming of these models is that they are not able to capture post-peak behavior of soil nor the corresponding failure modes under extreme loading. In this paper we will significantly improve on this state-of-the-art. In particular, we propose the use of a discrete beam lattice model to provide a sharp prediction of inelastic response and failure mechanisms in coupled soil-foundation systems. In the discrete beam lattice model used in this paper, soil is meshed with one-dimensional Timoshenko beam finite elements with embedded strong discontinuities in axial and transverse direction capable of representing crack propagation in mode I and mode II. Mode I relates to crack opening, and mode II relates to crack sliding. To take into account material heterogeneities, we determine fracture limits for each Timoshenko beam with Gaussian random distribution. We compare the results obtained using the discrete beam lattice model against those obtained using the modified three-surface elasto-plastic cap model.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.3-12
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• 2004

본 연구는 토목섬유 보강토 구조물의 보강 메카니즘을 규명하고자 하는 목적으로 실시하였으며, 여기서 보강 메카니즘은 전단에 의한 다짐토의 체적 팽창(부의 다일러턴시)을 토목섬유에 의해 구속 억제하는 과정에서 생성되는 효과로 간주하고 있다. 실물 현장시험은 일본 Kanazawa(1994)에서 실시했으며, 실내시험으로는 등체적 전단시험을 실시하여 강도 및 변형특성을 조사하였고, 시험결과를 이용하여 유한요소해석에 필요한 재료 파라메타를 결정하였다. 또한, 탄소성 유한요소 해석을 실시하여 이론치와 실험 결과치를 정량적으로 비교 분석되었으며, 그 결과 유한요소 해석이 현장 시험을 유용하게 설명할 수 있는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 연약지반처리위원회 학술세미나
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• pp.79-92
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• 2000

In this paper, comparison of the observed and the predicted ground deformations due to the construction of road embankment with peck drain near the construction site was made. Measurement of the ground deformation at the gasoline stand due to the construction of road embankment was made and it was compared with the predicted deformation results of Finite Element Method analysis made with Elasto-plastic and Elastic visco-plastic models. A well agreement was obtained between the measured and predicted ground deformations.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제58권5호
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• pp.799-823
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• 2016

A finite element model for the non-linear dynamic analysis of a reinforced concrete (RC) containment shell of a nuclear power plant subjected to extreme loads such as impact and earthquake is presented in this work. The impact is modeled by using an uncoupled approach in which a load function is applied at the impact zone. The earthquake load is modeled by prescribing ground accelerations at the base of the structure. The nuclear containment is discretized spatially by using 20-node brick finite elements. The concrete in compression is modeled by using a modified $Dr{\ddot{u}}cker$-Prager elasto-plastic constitutive law where strain rate effects are considered. Cracking of concrete is modeled by using a smeared cracking approach where the tension-stiffening effect is included via a strain-softening rule. A model based on fracture mechanics, using the concept of constant fracture energy release, is used to relate the strain softening effect to the element size in order to guaranty mesh independency in the numerical prediction. The reinforcing bars are represented by incorporated membrane elements with a von Mises elasto-plastic law. Two benchmarks are used to verify the numerical implementation of the present model. Results are presented graphically in terms of displacement histories and cracking patterns. Finally, the influence of the shear transfer model used for cracked concrete as well as the effect due to a base slab incorporation in the numerical modeling are analyzed.

• 한국지진공학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.57-67
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• 1997

본 논문의 목적은 보-전단벽식 고층아파트의 단소성 지진응답해석을 수행하여 내진성능을 검토하는 것이다. 이를 위해 우선 구조물을 3차원 입체모델화하여 정적 탄소성해석을 수행하고 층 강성을 평가한 후, 그 결과를 이용하여 집중질량계모델을 사용한 시간이력 응답해석을 수행한다. 이때 탄소성 이력모델로는 modified Clough 모델을, 입력하중으로는 3종류의 기록 지진동 El-Centro 1940 NS, Taft 1952 EW, Hachinohe 1968 NS를 사용하되, 최대 지반가속도를 0.12g, 0.24g로 조절하여 사용한다. 해석모델로 장변 방향을 배치된 전단벽의 단면적이 단변의 0.5배이고, 동일한 평면을 가진 2세대가 일자형으로 배치된 25층의 아파트를 선정한다. 층간 변형각, 소성율등을 구하고 우리나라 및 미국, 일본의 내진규준에서 정하고 있는 제한사항과 비교검토한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제6권4호
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• pp.395-409
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• 1998

This paper concerns the development and implementation of an orthotropic, stress resultant elasto-plastic finite element model for the collapse load analysis of reinforced concrete plates. The model implements yield line plasticity theory for reinforced concrete. The behaviour of the yield functions are studied, and modifications introduced to ensure a robust finite element model of cases involving bending and twisting stress resultants ($M_x$, $M_y$, $M_{xy}$). Onset of plasticity is always governed by the general yield-line-model (YLM), but in some cases a switch to the stress resultant form of the von Mises function is used to ensure the proper evolution of plastic strains. Case studies are presented, involving isotropic and orthotropic plates, to assess the behaviour of the yield line approach. The YLM function is shown to perform extremely well, in predicting both the collapse loads and failure mechanisms.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1D호
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• pp.45-55
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• 2008

아스팔트 혼합물의 거동을 정확하게 예측하기 위하여 점탄소성 연속체 손상모형(이하 점탄소성 모형)을 개발하였다. 본 논문에서는 인장조건에서 점탄소성 모형의 개발과 4가지 혼합물(일반 밀입도, SBS, CR-TB, Terpolymer)을 이용한 모형의 검증과정을 다루고 있다. 모형 개발을 위해서 실내시험으로 측정한 아스팔트 혼합물의 전체 응답을 점탄성과 점소성 성분으로 구분하여 분석하였다. 점탄성 연속체 손상모형으로는 미세균열이 지배적인 상태에서 아스팔트 혼합물의 시간 의존적 거동을 해석하고, 고온 혹은 저속 하중 조건에서 발생한 영구변형(시간 종속과 비종속 성분을 모두 포함)은 점소성 모형으로 해석하였다. 변형률 분해 원리에 근거하여 각각의 모형을 통합하여 점탄소성 연속체 손상모형(VEPCD)을 개발하였다. 모형의 변수 결정을 위해서 직접인장시험을 수행하고 각각의 혼합물에 대한 선형 점탄성은 동탄성계수와 시간-온도 전이계수 그리고 위상각의 주곡선으로 정의하였다. 개발된 점탄소성 모형의 예측 성능을 평가하기 위하여 두 종류의 실내시험 실시하고 그 결과를 분석하였다 : 1) 단일 변형률 인장 시험, 2) 임의 하중조건을 모사한 피로 시험.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.353-364
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• 2007

이 논문에서는 원전 격납건물의 극한내압능력 및 파괴모드 평가를 위해 개발된 비선형 유한요소해석 프로그램 NUCAS 코드에 대하여 기술하였다. NUCAS는 미시적인 재료모델을 도입한 퇴화 쉘 요소와 탄소성 재료모델을 도입한 저차고체요소로 구성되어 있고, 퇴화 쉘 요소와 저차고체요소는 유한요소에서 발생할 수 있는 강성과대(overstiffness) 및 묶임현상(locking phenomenon)을 방지하기 위해서 각각 가변형도법(assumed strain method)과 개선된 가변형도법(enhanced assumed strain method)을 적용하였다. 개발된 NUCAS코드의 성능을 검증하기 위해서 다양한 철근콘크리트 구조물의 벤치마크 테스트를 수행하였고, 그 결과로부터 이 논문에서 개발한 유한요소해석 프로그램의 해석결과는 실험결과와 잘 일치하였다.