• 한국지반공학회논문집
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• 제27권11호
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• pp.55-69
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• 2011

다양한 지반공학적 문제들에서 불포화 상태의 중요성이 강조되면서, 불포화 지반의 열-수리-역학적 현상들에 대한 거동특성을 모사하기 위한 역학적 구성모델 개발이 진행되고 있다. 본 연구에서는 Bishop의 유효응력 정의에 근거한 불포화 지반의 역학적 탄소성 구성모델을 제시하였다. 유효응력에 근거한 구성관계는 유효응력과 온도를 주 변수로 증분 형식으로 표현되었으며, 이를 이용하여 응력 갱신과 강성 텐서를 산정하였다. 개발된 구성모델을 이용하여 THM 현상을 포함하는 불포화토의 1차원 거동, 불포화토의 삼축 압축시험, 그리고 고준위 방사성폐기물 시설의 완충재의 거동 특성에 관한 예제 해석을 수행하여 해의 안정성과 구성모델의 적용성에 대하여 논의하였다. 수치해석결과는 개발된 역학적 구성모델이 THM 현상의 매우 복잡한 거동을 효과적으로 모사할 수 있었으며, 일반적인 불포화토의 거동 해석뿐만 아니라 다양한 환경 조건하에서의 THM 거동 해석에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제8권4호
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• pp.287-295
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• 1998

흙 사면의 안정성 해석에는 한계평형법이 널리 사용되고 있다. 그러나 절 리가 발달한 암반사면의 파괴는 절리의 거동에 지배를 받으므로 절리의 방향성과 파괴특성이 동시에 고려되어야 한다. 본 논문에서는 이러한 암반사면의 안정성해석을 위하여 임의방향으로 발달한 두 조의 절리군을 고려할 수 있는 편재절리모델을 사용하여 사면과 절리의 상대적인 방향성이 사면의 안전율에 어떠한 영향을 주는지 살펴보았다. 이를 위하여 이미 개발된 바 있는 비등방 탄소성 모델을 사면안정 해석에 적용할 수 있도록 수정하였으며, 안전율 계산 routine을 상용프로그램인 FLAC인 FISH macro 언어를 사용하여 작성하였다. 개발된 모델의 검증을 위하여 1요소에 대한 직접전단시험을 수치해석적으로 수행하였고, 안전율이 1인 흙사면을 선택하여 서로 수직인 2조의 절리군이 발달한 암반의 안정성 해석을 수행하여 Culmann의 평면파괴해와 비교하였다. 또한 UDEC에 의한 해석을 수행하여 사면파괴양상을 비교하였다. 절리의 간격이 충분히 작을 경우 편재절리모델은 정확한 결과를 나타내어 절리암반사면의 설계 및 안정성 해석에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1041-1050
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• 2011

미크론 단위의 크기를 갖는 구조물의 소성변형에서 나타나는 길이 효과를 고려하여 유한요소 해석을 하기 위하여 변형률 구배 소성이론을 이용하는 탄소성 유한요소 모델링 및 해석법을 제안하였다. 기존의 연구에서 주로 고차, 고자유도 및 혼합요소, 초 요소 등을 필요로 하였던 것에 비하여 본 논문에서는 이들을 배제하는 변위법 저차 평면 요소 및 삼차원 요소를 도입하였다. 이는 비선형 증분 해석의 프레임워크에서 계산된 소성 변형률의 절점 평균값으로 보간하여 적분점에서의 변형률 구배를 구하고 테일러 전위 모델에 의한 변형률 경화 구성방정식을 적용하므로서 가능하였다. 제안된 방법론은 선형 삼각 및 사각요소, 선형 사면체, 육면체 요소에 대해 적용되었으며 마이크로 굽힘, 마이크로 비틀림, 마이크로 기공과 같은 대표적인 길이 스케일 문제를 통하여 수치적으로 검증하였다. 본 논문에서 제안한 방법은 계산이 매우 쉬우면서도 실험값들과 비교해 볼 때, 변형률 구배 소성이론 즉, 길이 효과를 잘 나타내어 주었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.85-94
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• 2012

최근 동결지반의 다양한 문제들에 대한 관심이 증대하면서 동결의 영향을 받는 지반의 거동특성에 관한 이론정립 및 체계적인 연구의 필요성이 제기되고 있다. 기존의 정립된 토질역학 이론과는 달리 동결지반에서 온도의 영향과 간극수의 동결에 의한 상변화는 간극수의 이동, 지반팽창, 작용토압의 급격한 증가 등 여러가지 문제들을 야기한다. 본 논문에서는 비동결-동결 전이 상태에서 연속성을 갖는 새로운 응력변수를 도입하여, 동결 작용을 받는 다공질 재료에 대한 THM 역학적 탄소성 구성모델을 유도하였다. 개발된 구성모델을 1차원 팽창압, 동결토의 삼축압축 강도 그리고 일방향 동결실험에 적용하여 해의 안정성과 구성모델의 적용성에 대하여 논의하였다. 수치해석 결과는 동결토의 복잡한 THM현상들을 효과적으로 묘사할 수 있었으며, 동결의 영향하에 있는 지반구조물의 해석과 설계 및 시공될 구조물의 장기거동예측에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.31-40
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• 1998

본 연구에서는 등가 정적 지진하중을 받는 고층 벽식구조물의 거동을 파악하고자 탄소성해석을 수행하고 극한 수평내력을 평가하였다 해석 대상 건물로 현재 국내에서 분양되고 있는 두세대로 이루어진 25층 고층벽식 아파트 평면 형식을 선정하였다 3차원 정적 탄소성 입체 해석 프로그램(CANNY)을 이용하여 벽식 아파트 건물의 층별 초기 탄성강성 항복후 항복강성, 종국 내력 등을 평가한다 정적 탄소성 해석결과 해석대상 해석대상 아파트 건물의 항복내력은 설계용 등가 정적 지진하중의 1.6배 정도의 여유를 가지고 있음을 보여준다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1348-1357
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• 2006

For the rational aseismatic design of a structure constructed on the ground which has weakness for liquefaction or flow, it is necessary to predict ground deformation as well as force acting on the ground. In general, the prediction of liquefaction is based on solid mechanics while the prediction of flow is basis of fluid mechanics. Since liquefaction and flow occur continuously, unified analysis methods have been developed. Among of them is Rue-elasto plastic model that is based on small deformation theory. This methods, however, is not adequate for such a large deformable ground condition. In this paper, a large deformaion theory using the finite deformation theory proposed by Dietal and the updated lagrangian method is presented. In addition, the applicability of the theory is verified by 1-d consolidation analysis and flow tests.

• 한국안전학회지
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• 제21권2호
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• pp.107-113
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• 2006

Earthquake motion is one of the most significant influence factors on the slope stability. In this paper, an effective stress analysis with the elasto-plastic model was carried out to investigate the behavior of the slope stability subjected to the successive two strong earthquake motions, fore and main shock. The major influence of fore shock to the slope stability was considered as the existence of the residual excess pore water pressure. The paper presents the influence of the existence of the fore shock to slope stability using the numerical analyses. In conclusion, the excess pore pressure by the fore shock was not dissipated during the 7hrs of consolidation. By this residual excess pore water pressure, the factor of safety at the sliding face showed the minimum values, and the deformations of slope was large when compared with the case that considered the main shock only. Furthermore, the minimum of the factor of safety came out after the end of the earthquake motion.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권12호
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• pp.65-72
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• 2016

There are numerous factors that affect stress distribution in a buried pipe, such as the shape, size, and stiffness of the pipe, its burial depth, and the stiffness of the surrounding soil. In addition, the pipe can benefit from the soil arching effect to some extent, through which the overburden and surcharge pressure at the crown can be carried by the adjacent soil. As a result, the buried pipe needs to support only a portion of the load that is not transferred to the adjacent soil. This paper presents numerical efforts to investigate the stress distribution in the buried concrete pipe under various environmental conditions. To that end, a nonlinear elasto-plastic model for backfill materials was implemented into finite element software by a user-defined subroutine (user material, or UMAT) to more precisely analyze the soil behavior surrounding a buried concrete pipe subjected to surface loading. In addition, three different backfill materials with a native soil were selected to examine the material-specific stress distribution in pipe. The environmental conditions considering in this study the loading effect and void effects were investigated using finite element method. The simulation results provide information on how the pressures are redistributed, and how the buried concrete pipe behaves under various environmental conditions.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.43-50
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• 1998

The current design equations for ultimate strength of tubular joints are based on a limited number of experimental results performed on simple joints with simple loading conditions and depend on value of the branch to the chord diameter- ratio $\beta$ too much. Therefore, the purpose of this study is to estimate the ultimate strength of CHS tilbular joints considering the effects of branch inclination angles $\theta$, chord length to diametel ratio $\alpha$ and chord end conditions by finite element analysis. The analyses are performed using finite element software ADINA that is capable of modeling elasto-plastic material behavior as well as geometric nonlinearities. The results show that the current use of sin $\theta$ in normalized design equations for inclined branches is reasonable, but somewhat conservative. When compared with the previous experimental database, the close numerical results are obtained from the parametric studies on the static strength of T-, Y-, DT- and X-joints. Also, a new design equation for ultimate stregth of CHS tubular joints is derived using a modified version of the ring model which can include the effects of $\alpha$ and chord end condtion.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.683-690
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• 2008

Steel-concrete composite columns are popular for superstructures of bridges, and the outside steel attached to the shaft increases the shaft resistance due to confining concrete. In this study, lateral resistance of steel-concrete composite drilled shafts was evaluated quantitatively based on numerical analysis when steel casings are used as structural elements like composite columns. Ultimate lateral resistance of composite drilled shafts with various diameters was numerically calculated through 3D finite element analysis. For that, elasto-plastic model with perfectly plasticity is involved to capture the ultimate load. A commercial FEM program, MIDAS-GTS, is used in this study. Real field conditions of the West Coast, Korea were considered to set up the ground conditions and pile lengths required for this parametric studies. Detailed characteristics of the stress and displacement distributions are evaluated for better understanding the mechanisms of the composite shaft behavior.