Experimental investigation into the cyclic behaviour of sand plast brick masonry was performed on forty two square panels. The panels were subjected to cyclic uniaxial compression for two cases of loading: normal to bed joint and parallel to bed joint. Experimental data were used to plot the unloading-reloading curves for the entire range of the stress-strain curve. Mathematical expressions to predict the reloading and unloading stress-strain curves at various values of residual strain are proposed. A simple parabola and an exponential type formula are found adequate to model the unloading and reloading curves respectively. The models account for the potential effects of residual strain on these curves. Comparison of test results with the proposed mathematical expression shows good correspondence.
탄성계수값은 퇴적암의 일축압축시험을 통하여 응력수준에 따라 넓은 범위로 변하며 거동특성도 다양하게 발현되고 있다. 즉 탄성계수는 정수가 아닌 변수로 볼 수 있는 것이다. 실무에서는 참고자료 및 실험값으로 사용하고 있으나 그 값은 사용하중 수준에서는 매우 큰 값을 채용하고 있다. 설계 및 시공과정에서는 재하-재(再)재하(loading-reloading) 시험을 통한 값을 사용하여 적절하고 합리적인 결과가 도출되어야 할 것이다. 또한 사용하중의 낮은 응력수준에서 발현되는 탄성계수값의 거동특성 역시 유의하여 보아야 할 점이다.
The constant rate of strain (CRS) consolidation test has been widely used to evaluate consolidation characteristics of soils instead of the standard Incremental Loading Test. In practical problems, after the ground improvement, the condition of the soil is over-consolidated. Therefore, it is important to determine the recompression indices and the coefficient of consolidation(or the coefficient of swelling) of unloading-reloading cycle to predict the settlement behavior. However, since standard testing procedures or studies related with strain rate are insufficient especially in unloading-reloading cycle, it is difficult to predict the settlement field behavior accurately from the CRS consolidation test results in spite of its lots of strengths. The several CRS consolidation tests were performed changing the unloading strain rate from 0.2%/hr to 20%/hr with vertical drainage condition using the reconstituted kaolinite sample. For the reconstituted kaolinite sample in CRS consolidation test, the recompression indices are insensitive to the strain rate. It is revealed that the coefficient of consolidation of reloading is affected by the developed pore pressure during unloading. Additionally, the test should be conducted in the positive pore pressure ratio range (3~15%) to obtain the reasonable coefficient of consolidation in the whole range(loading, unloading and reloading).
Experimental investigation into the behaviour of half-scale brick masonry panels were conducted under cyclic loading normal to the bed joint and parallel to the bed joint. For each cycle, full reloading was performed with the cycle peaks coinciding approximately with the envelope curve. Unloading, however, was carried out fully to zero stress level and partially to two different stress levels of 25 percent and 50 percent of peak stress. Stability point limit exhibits a unique stress-strain curve for full unloading but it could not be established for partial unloading. Common point limit was established for all unloading-reloading patterns considered, but its location depends on the stress level at which unloading is carried to. Common point curves were found to follow an exponential formula, while residual strains versus envelope strains can be expressed by a polynomial function of a single term. The relation between residual strain and envelope strain can be used to determine the stress level at which deterioration due to cyclic loading began.
벽체 변위가 제한되는 옹벽 구조물에 작용하는 토압은 시공 중 뒷채움토에 작용하는 다짐응력의 영향에 따라 변화한다. 정지토압을 보다 적절하게 추정하기 위해서는 이러한 영향을 고려하여 정지토압계수를 산정하여야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 다짐 화강풍화토에 대해서 정지토압상태에서 흙이 받는 응력의 재하, 제하, 재 재하 단계를 모사하는 응력이력모델을 단주기 $K_o$-삼축시험으로 재현하였다. 실험결과로부터 각 하중단계의 응력이력조건에 대한 정지상태토압을 결정하였다. 이들 값을 경험식으로부터 얻은 값과 비교하여 다짐 화강풍화토에 대한 정지토압계수 결정을 위한 경험식의 적용성을 평가하였다. 결과적으로 다짐 화강풍화토에 대한 경험식의 적용성은 재 재하 경로에 대해서 오차 감안이 가능한 경우에 대체적으로 적절한 것으로 평가되었다.
카본블랙이나 실리카 등으로 보강된 고무 가황체는 순수한 초기상태에서 하중(부하)를 가하고 제거하는 반복과정에서 응력은 점점 연화되어 초기상태에서 얻어진 응력보다 작게 나타난다. 이러한 응력 연화 현상을 Mullins 효과라고 부른다. 이러한 응력 연화 거동을 이론적으로 표현하기 위하여 Ogden-Roxburgh 등이 손상 파라미터를 이용하여 제안한 pseudo-elastic 개념을 적용하여 보강제가 함유된 고무 가황체의 변형률 에너지 함수를 구하였다. 카본블랙으로 보강된 NR 가황체를 이용하여 준정적 반복 부하 시험을 실시하였으며, pseudo-elastic 모델에서의 손상 파라미터가 제하 및 재 부하 시 응력-변형률 곡선에 어떠한 영향을 주는가와 더불어 손상 파라미터의 두 가지 변수인 r과 m의 물리적 의미를 파악하였다. 또한 보강제 함량을 달리하여 제작한 고무 가황체의 응력연화 변형률 에너지 함수를 결정하고 비교하였다.
본 연구는 사전압밀재하공법에 의해 연약지반을 개량시 재하-제하-재재하와 같은 다양한 응력변화에 의한 2차압밀량을 추정하고자, 일정변형률 압밀시험기(CRS)를 응용한 일정재하시험장치(CLR)와 표준압밀시험기를 이용한 단계 재하시험(IL)에 의해 군산점토의 압밀특성을 비교 고찰하였다. 또한 CRS시험 후 임의 팽창시점에서 재재하시 유효과압밀비에 따른 2차압밀특성과 간극비-유효응력-시간관계 등을 파악하였다. 군산점토는 유효 과압밀비가 클수록 팽창량은 크고 2차압밀 침하량은 작게 발생하고 있으며, 일시에 하중 제거 후, 재하하는 경우에서 2차압밀계수 $C'_{\alpha}$ 는 완속제거시 보다 작게 평가되고, 유효 과압밀비가 1.4이상인 경우는 유사한 값을 제시하고 있다. 재재하시 발생되는 전체침하량을 기준으로 한 2차압밀계수 $C"_{\alpha}$는 경과시간에 따라 비선형적으로 증가하나 최종값은 급속제거시와 비교하여 유사한 값을 제시하고 있다. 간극비 변형속도는 재하시간이 증가할수록 유효 과압밀비에 관계없이 2개의 시험 모두 일정한 선형관계이고, 유효 과압밀비가 증가할수록 작게 나타나고 있다.고 있다.
This study was carried out to evaluate the vertical stress properties in sandy soil according to changes of loading type in soil bin compacted three layers. The following conclusions and comparisons have been made based on careful analysis from theoretical and experimental methods. : When sandy soil subjected to cycle-loading, compression of foundation and diffusion of vertical stress increment(${\Delta}{\sigma}_2$) were influenced by magnitude of loading plate. When sandy soil subjected to reloading after removing of pre-loading, the distribution of ${\Delta}{\sigma}_2$ depth at one time of loading plate width was different from its distribution at more deep point cause of load hysteresis, so in case of design of structure, the effect of ${\Delta}{\sigma}_2$ as depth must be considered. The increment of vertical stress will be different as loading condition and foundation depth, the loading condition must be considered in case of structure design.
본 논문은 강 뼈대 구조물의 보-기둥 접합부의 사실적인 상태를 묘사하기 위하여 부분구속 접합부(Partially Restrained (PR) connections)를 고려한 지진하중 상태하의 신뢰성 해석과 접합부 및 그들에 내재된 불확실성이 구조물의 위험도에 미치는 영향에 관한 연구이다. 신뢰성해석을 위하여 응답면기법(Response Surface Method), 유한요소법(Finite Element Method), 일차신뢰도법(First Order Reliability Method), 그리고 반복선형보간 기법(Iterative Linear Interpolation Scheme)을 효과적으로 결합한 추계유한요소법(Stochastic Finite Element Method)을 제안하였다 일반적으로 모멘트-상대회전각 곡선에 의해서 표현되는 보-기둥에 대한 부분구속 접합부(PR connections)의 거동이 본 논문에서는 네 개의 매개변수를 사용하는 리차드 모델(Four-parameter Richard Model)을 사용하여 모사하였다. 지진하중에 대하여, 부분구속 접합부에서의 재하(Loading), 제하(Unloading) 및 재재하(Reloading) 거동은 모멘트-상대회전각 곡선과 Masing법칙을 사용하여 표현하였다. 시간영역에서 지진가속도를 구조물에 작용시킴으로써 지진하중의 사실적인 재현을 도모하였다. 다양한 주요 비선형성의 원인들을 고려한 부분구속 접합부를 가지는 강 뼈대 구조물의 신뢰성해석이 지진위험도를 평가하기 위하여 수행되었다. 제안된 기법의 명확한 이해를 돕기 위하여 한 예제를 제시하였다.
It is very important to determine the coefficient of earth pressure at rest accurately in order to estimate the behavior of soil structure. For estimation of K/sub 0/-value depending upon the stress history of dry sand, a new type of K/sub 0/-oedeometer apparatus is devised, and the horizontal earth pressure is accurately measured. For this study, 2 types of one-cyclic K/sub 0/-Loading/unloading models have been studied experimentally using four relative densities of the sand. The results obtained in this test are as follows : K/sub on'/ the coefficient of earth pressure at - rest for virgin loading is a function of the angle of internal friction Φ' of the sand and is determined as K/sub on/=1 - 0.914 sin Φ', K/sub ou'/ the coefficient of earth pressure at rest for virgin unloading is a function of K/sub on/ and over consolidation ratio(OCR), and is determined as K/sub ou/=K/sub on/(OCR)K/sup a/. The exponent α, increases as the relative density increases. K/sub or'/ the coefficient of earth pressure at rest for virgin reloading decreases in hyperbola type as the vertical stress, σ/sub v/’, increases. And, the stress path at virgin reloading leads to the maximum prestress point, independent upon the value of the minimum unloading stress. The gradient of this curve, m/sub r/ increases as OCR increases.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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