• 제목/요약/키워드: Elasto-viscous model

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탄점성압밀방정식을 이용한 점성토의 일차원 압밀 해석에 관한 연구 (One-dimensional consolidation analysis of clayey soils based on elasto-viscous liquid model)

  • 염혜선;김지용;정승용;김수삼
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.689-694
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    • 2000
  • The traditional concept after Terzaghi was that consolidation was the dissipation process of pore water pressure compatible to external loading which was generated immediately after the loading. However, a theory of one-dimensional consolidation based on elasto-viscous liquid model proposed by Yoshikuni(1994) explained that the process of primary and secondary consolidation was considered to be not a simple process of dissipation of pore water pressure but a simultaneous process of dissipation and generation by external loading. This study attempts to demonstrate general consolidation behaviour of clayey soils including effects of consolidation history, load increment and thickness of cohesive layer by one-dimensional Finite Difference Method(F.D.M) analysis from the viewpoint of elasto-viscous consolidation theory.

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탄-점성 압밀이론을 이용한 점성토 지반의 장기압밀 특성 및 적용성 (Long-term Consolidation Characteristics and Applicability of Soft Clayey Ground Using Elasto-Viscous Consolidation Theory)

  • 백원진;이강일;하성호;김진영;안태환
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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    • pp.1008-1014
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    • 2010
  • When the industrial complex creation and the structures are constructed on the soft clayey ground, the long-term consolidation settlement greatly becomes a problem. In the present study, long-term consolidation tests to examine the change in the coefficient of secondary consolidation by the influence of the initial consolidation load and the influence of the consolidation load increment ratio($\Delta_p/_{p_0}$) in the normally consolidated state with an improved standard oedometer tester were examined. In addition, the finite difference method was executed by using one dimensional Elasto-Viscous model proposed by Yoshikuni et. al. From the result of the numerical analysis of the comparison laboratory tests, the applicability of the Elasto-Viscous model was verified from the agreement of the secondary consolidation process.

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탄-점성 압밀이론에 의한 버티칼 드레인 타설지반의 잔류침하 예측 (I) -이론의 적용성 검증 (Prediction of Residual Settlement of Ground Improved by Vertical Drains Using the Elasto-Viscous Consolidation Model (I) - Verification of the Applicability of Theory -)

  • 백원진
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.69-77
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    • 2007
  • 본 연구에서는 정규압밀 및 과압밀상태의 구별없이 이차압밀 거동을 표현할 수 있는 3차원 탄-점성압밀이론에 의한 유한차분해석에 의해 버티칼 드레인으로 개량된 점성토 지반의 압밀지동을 해석하였다. 또한, 탄-접성압밀이론의 적용성에 대해 버티칼 드레인 타설지반의 모형실험결과와 비교하여 검토하였다. 이들 실험결과로부터, 과잉간극수압이 거의 소산된 상태에서의 버티칼 드레인 개량지반에서의 침하량은 1차원 조건에 비해 적으며, 이차압밀과정에서의 잔류침하량 및 침하속도는 1차원 조건보다 크게 나타남을 알았다. 마지막으로, 압밀과정의 거동에 대한 토질정수의 영향을 정규압밀 및 과압밀 상태에 대한 일련의 수치해석의 결과에 의해 조사하였다.

탄-점성 압밀이론에 의한 버티칼 드레인 타설지반의 잔류침하 예측 (II) - 현장조건에의 적용 - (Prediction of Residual Settlement of Ground Improved by Vertical Drains Using the Elasto-Viscous Consolidation Model - Application for Field Condition -)

  • 백원진;이강일;김우진
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.85-95
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    • 2007
  • 본 연구에서는 버티칼 드레인으로 개량된 점성토 지반의 잔류침하 예측법을 제안하기 위하여 모델지반에 대해 탄-점성 압밀이론을 이용한 일련의 수치해석을 행하였다. 그리고 수치해석을 통하여 정규압밀영역에 대해 유효반경비, 압밀압력의 영향과 버티칼 드레인에 의한 3차원압밀에 있어서의 잔류침하를 감소시키기 위한 과압밀영역에서의 과압밀비의 영향을 조사하였다. 또한, 모델지반의 수치해석결과에 기초하여 버티칼 드레인 타설지반의 잔류침하 예측법과 잔류침하를 허용치 이내로 제어하기 위해 필요한 과압밀비의 결정법을 제안하였다.

탄-점성 이론에 의한 점성토 지반의 1차원 압밀특성 (Characteristics of 1D-Consolidation for Soft Clay Ground Based on a Elasto-Viscous Model)

  • 백원진;하성호;이강일;김진영;김주현
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권8호
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    • pp.49-58
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    • 2010
  • 본 연구에서는 점성토지반에서의 이차압밀특성을 규명하기 위해 정규압밀 영역에 대해 표준압밀시험을 수행하고, Yoshikuni가 제안한 탄-점성 압밀이론의 유한차분해석결과를 이용하여 점성토지반의 압밀특성을 조사하였다. 압밀시험은 초기압밀하중 0.8, 1.6, 3.2, 6.4kgf/$cm^2$의 4케이스에 대해 압밀하중 증분비(${\Delta}p/p_0$)를 1.0으로 하여 수행하였다. 또한 압밀하중증분비의 영향을 명확히 하기 위해 압밀하중 증분비를 변화시킨 장기압밀시험을 수행하였다. 얻어진 실내실험결과에 대해 탄-점성 압밀이론을 이용한 수치해석을 실시한 결과, 수치해석결과가 1차압밀과정에서 약간지연(또는 조기진행)되는 결과가 얻어졌지만, 이차압밀과정에 대해서는 잘 일치한 것으로부터 그 적용성을 검증하였다. 또한 일반적인 점성토지반의 모델지반을 작성하고 압밀특성에 영향을 미치는 압밀정수에 대해 수치모델링을 수행하고 그 영향에 대해서 분석하였다.

Energy-based numerical evaluation for seismic performance of a high-rise steel building

  • Zhang, H.D.;Wang, Y.F.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제13권6호
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    • pp.501-519
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    • 2012
  • As an alternative to current conventional force-based assessment methods, the energy-based seismic performance of a code-designed 20-storey high-rise steel building is evaluated in this paper. Using 3D nonlinear dynamic time-history method with consideration of additional material damping effect, the influences of different restoring force models and P-${\Delta}/{\delta}$ effects on energy components are investigated. By combining equivalent viscous damping and hysteretic damping ratios of the structure subjected to strong ground motions, a new damping model, which is amplitude-dependent, is discussed in detail. According to the analytical results, all energy components are affected to various extents by P-${\Delta}/{\delta}$ effects and a difference of less than 10% is observed; the energy values of the structure without consideration of P-${\Delta}/{\delta}$ effects are larger, while the restoring force models have a minor effect on seismic input energy with a difference of less than 5%, but they have a certain effect on both viscous damping energy and hysteretic energy with a difference of about 5~15%. The paper shows that the use of the hysteretic energy at its ultimate state as a seismic design parameter has more advantages than seismic input energy since it presents a more stable value. The total damping ratio of a structure consists of viscous damping ratio and hysteretic damping ratio and it is found that the equivalent viscous damping ratio is a constant for the structure, while the equivalent hysteretic damping ratio approximately increases linearly with structural response in elasto-plastic stage.

점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 단자유도 시스템과 탄소성거동의 단자유도 시스템의 내진성능 비교에 관한 연구 (Comparative Study on Seismic Performance of Viscously Damped Self-Centering SDOF Systems with Elasto-Plastic SDOF Systems)

  • 김형준
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.553-561
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    • 2010
  • 본 논문은 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 단자유도 시스템과 탄소성 거동을 하는 단자유도 시스템의 내진 성능을 해석적 연구를 통하여 두 시스템이 유사한 최대 변위 응답을 갖도록 하는 점성 감쇠기의 감쇠비를 근사적으로 구하는 것을 목적으로 한다. 우선, 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 단자유도 시스템의 조화 반복 가력 시의 거동에 대하여 설명하고 거동을 구현할 수 있는 해석모델을 소개한 후 두개의 단자유도 시스템의 이력거동을 특징지을 수 있는 해석변수를 설정하고 20개의 역사지진을 사용하여 비선형 시간 이력 해석을 실시하였다. 대부분의 경우 약 10 ~ 15% 정도의 점성 감쇠비를 가진 셀프 센터링 단자유도 시스템이 탄소성 거동을 하는 단자유도 시스템과 유사한 평균 최대 변위 응답을 보였다. 아울러, 3개의 탄소성 거동을 하는 단자유도 시스템과 6개의 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링을 선택하여 두 시스템의 내진성능을 보다 자세히 조사한 결과, 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 시스템이 진동이 끝난 후 잔류변형이 남지 않았을 뿐만 아니라 약 15%의 감쇠비를 가진 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 시스템은 탄소성 거동의 단자유도 시스템보다 우수한 최대 변위와 가속도 응답을 보였다.

범프 마찰을 고려한 공기포일베어링의 성능해석 (Performance Analysis of Air Foil Bearings with Bump Friction)

  • 김영철;이동현;김경웅
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.803-809
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    • 2005
  • This paper presents the theoretical model to investigate the effect of Coulomb damping in the sub-structure of a foil bearing. Foil deflection is restricted by friction of bumps. Equivalent viscous damping of the bump foils is derived from the Coulomb friction. Dynamic equation of the bumps is constituted by stiffness and damping terms. This point give the difference from Heshmat's frictionless and simple compliance bump model. The fluid is modeled with the compressible Reynolds equation. A perturbation approach is used to determine the static and dynamic performance of the bearing from the coupled fluid-structural model. The analysis result shows that the static and dynamic performance is enhanced by bump friction. This analysis technique would be extended to development of a high performance bearing.

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범프마찰을 고려한 공기포일베어링의 성능해석 (Performance Analysis of Air Foil Bearings with Bump Friction)

  • 김영철;이동현;김경웅
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.47-55
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    • 2006
  • This paper presents the theoretical model to investigate the effect of Coulomb damping in the sub-structure of a foil bearing. Foil deflection is restricted by friction of bumps. Equivalent viscous damping of the bump foils is derived from the Coulomb friction. Dynamic equation of the bumps is constituted by stiffness and damping terms. This point give the difference from Heshmat's frictionless and simple compliance bump model. The fluid is modeled with the compressible Reynolds equation. A perturbation approach is used to determine the static and dynamic performance of the bearing from the coupled fluid-structural model. The analysis result shows that the static and dynamic performance is enhanced by bump friction. This analysis technique would be extended to development of a high performance bearing.

현장 계측치와 유변학적 모형을 이용한 연약지반의 압밀도 추정 (Estimation of Degree of Consolidation in Soft Ground Using Field Measurements and Rheology Model)

  • 이달원;윤현정
    • 한국농공학회논문집
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    • 제47권2호
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    • pp.87-96
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    • 2005
  • In this research, an attempt is made to derive the practical estimation of the degree of consolidation in soft clay from field measurements under embankments. For the practical estimation of pore water pressure in soft clay, the elasto-viscous rheological model was proposed, with a transform of parameters and a field geotechnical measurements in southern Korea. By using the rheological properties of soft clays and the dissipation of excess pore water pressure behaviour during step loading, a degree of consolidation or pore water pressure estimation in the future can be performed, and are shown to be generally close to the field measurements of pore water pressure. Finally, a pore water pressure behaviour in soft clay can be explained through measured data in field and the excess pore water pressure data can also be used to estimate settlement.