• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제19권4호
• /
• pp.27-32
• /
• 2018

제한된 토지의 효율적인 활용을 위해 과거로부터 지하공간 개발에 따라 수많은 지반굴착 공사가 이루어져 왔다. 지반굴착은 굴착면 주변지반의 응력변화와 변위를 수반함에 따라 굴착면의 안정성에 영향을 미치게 되어 지반거동에 대한 영향을 예측하는 것이 매우 중요한 문제이다. 이러한 영향 예측을 위한 방법으로 수치해석방법이 주로 이용되며, 최근 컴퓨터 성능 향상과 더불어 수치해석 프로그램의 발달로 매우 복잡한 문제도 적용이 가능해졌다. 그러나 일부 특수해석을 제외하고 대부분 해석모델을 산정 및 적용이 간편한 Mohr-Coulomb 해석모델을 적용함에 따라 굴착면 바닥부에서 실제보다 큰 변위가 발생하는 것으로 예측되어 필요 이상의 보강이 이루어지는 문제점이 발생한다. 본 연구에서는 지반굴착 과정을 모사하여 수치해석을 수행하였으며, 해석모델로 Mohr-Coulomb, Modified Mohr-Coulomb, Duncan-Chang, Hardening Soil 해석모델을 적용하여 그 결과를 비교분석하였다. 본 연구는 수치해석을 통한 지반굴착 문제해결 시 다양한 지반굴착 조건별로 적합한 해석모델 선정을 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제35권2호
• /
• pp.37-51
• /
• 2019

본 연구는 사질토 지반에서 수행되는 콘관입시험의 수치적 모사에 초점을 맞추고 있다. 지반은 한계상태 토질역학을 바탕으로 수정된 한계상태 Mohr Coulomb 소성 모델로 모사하였다. 한계상태 Mohr Coulomb 모델에서 팽창각은 상수가 아닌 현재상태와 한계상태 사이의 위상차의 함수로 표현된다. 수치적으로 콘관입시험은 대변위 해석을 요구하며, 이를 Lagrangian 유한요소법으로 해석하기 위해 관입 유도체 개념을 적용한 축대칭 조건 유한요소법을 이용하였다. 캘리브레이션 챔버에서 수행된 콘관입시험을 한계상태 Mohr Coulomb 모델을 이용하여 본 논문에서 제안된 유한 해석 기법을 적용한 결과, 실험 결과와 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

• Fibers and Polymers
• /
• 제7권3호
• /
• pp.276-285
• /
• 2006

Development and numerical implementation for an elastoplastic constitutive model for anisotropic and asymmetric materials are presented in this paper. The Coulomb-Mohr yield criterion was modified to consider both the anisotropic and asymmetric properties. The modified yield criterion is an isotropic function of the principal values of a symmetric matrix which is linearly transformed from the Cauchy stress space. In addition to the constitutive equation, the numerical treatment for the singularity in the vertex region of yield surface and stress integration algorithm based on elastoplasticity were presented. In order to assess the accuracy of numerical algorithm, isoerror maps were considered. Also, extension of a strip with a circular hole was simulated and results compared with those obtained using the (smooth) Mises yield criterion to validate stress output for a complex stress state.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제4권2호
• /
• pp.77-91
• /
• 2003

연속체 해석을 위한 암반거동 모델로서 널리 이용되고 있는 Hoek-Brown 파괴기준은 1980년도에 발표된 이후 수차례의 수정 보완을 거쳐 1994년에 발표된 Generalized Hoek-Brown 파괴기준식을 토대로 현재 암반을 대상으로 한 지반구조물 해석에 많이 적용되고 있다. 그러나 지반구조물 수치해석시 Hoek-Brown 파괴기준의 적용은 일반적으로 등가의 Mohr-Coulomb 전단강도정수를 산정하여 간접적으로 이용하게 되는데, 이때 등가의 암반 전단강도정수를 암반내 주응력 분포와 상관없이 일정 상수로 적용함으로서 Hoek-Brown 파괴기준의 비선형성을 고려하지 못하는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 암반사면의 안정성 평가를 위한 연속체 해석시 Hoek-Brown 파괴기준의 비선형성을 고려할 수 있는 해석기법을 검토하고, 수치해석기법에 의한 사면안정검토에 주로 이용되고 있는 강도감소법을 이용하여 암반사면의 안정성을 정량적으로 평가하고자 하였다. 특히 최근에 발표된 수정 Hoek-Brown 파괴기준을 토대로 수정된 등가 Mohr-Coulomb 강도정수 산정법과 사면굴착시 발파 및 응력이완에 의한 암반 교란/손상을 고려한 암반교란상수(Disturbance Factor) D을 이용하여 안정해석을 수행하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제34권4호
• /
• pp.100-108
• /
• 2022

본 연구는 말뚝이 결합된 블록식방파제에 대하여 수평하중 재하에 따른 블록과 말뚝의 거동을 파악하기 위하여 FEM 3차원 수치해석을 실시하였다. 지반구성모델은 Mohr-Coulomb 모델을 향상시킨 Modified Mohr Coulomb 모델을 적용하였다. 말뚝이 블록에만 관입된 경우, 사석층(H = 4.29 cm)까지 근입된 경우, 원지반속에 근입된 2H, 3H, 4H의 경우에 검토하였다. 실내모형실험 결과와 수치해석를 비교한 결과, 수평저항력-변위가 서로 유사한 거동을 보이는 것으로 나타났다. 말뚝의 근입깊이가 1H~ 2H까지는 말뚝이 회전거동을 보이고, 3H~4H의 경우에는 휨거동 양상을 보이는 것으로 해석되었다. 말뚝의 근입깊이가 3H 이상인 경우에는 말뚝이 휨거동을 보이므로 말뚝이 블록식방파제의 수평저항력에 크게 기여한다고 볼 수 있다. 본 연구 결과는 실제 크기 구조물 설계를 위한 다양한 수치해석 시 자료로 활용이 있을 것이다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제8권6호
• /
• pp.829-844
• /
• 2015

In the current paper the results of a numerical simulation that were verified by a well instrumented experimental procedure for studying the arching effect over a trapdoor in sand is presented. To simulate this phenomenon with continuum mechanics, the experimental procedure is modeled in ABAQUS code using stress dependent hardening in elastic state and plastic strain dependent frictional hardening-softening with Mohr Coulomb failure criterion applying user sub-routine. The apparatus comprises rectangular trapdoors with different width that can yield downward while stresses and deformations are recorded simultaneously. As the trapdoor starts to yield, the whole soil mass deforms elastically. However, after an immediate specified displacement, depending on the width of the trapdoor, the soil mass behaves plastically. This behavior of sand occurs due to the flow phenomenon and continues until the stress on trapdoor is minimized. Then the failure process develops in sand and the measured stress on the trapdoor shows an ascending trend. This indicates gradual separation of the yielding mass from the whole soil body. Finally, the flow process leads to establish a stable vault of sand called arching mechanism or progressive collapse of the soil body.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.1538-1545
• /
• 2005

Theoretical and experimental result studies of the unconfined penetration test (UP) method are conducted to suggest a new test method by improving the UP method for determination of the tensile strength of compacted fine-grained soils. From the theoretical aspect, the tensile strength of the specimen is estimated from the maximum load by the theory of perfect plasticity with assumptions, sufficient local deformability and modified Mohr-Coulomb failure criterion. Experimentally, some factors including relative size of specimen-disc, disc diameter, and loading rate are needed more study, because these factors significantly affect the results of tensile strength. Improvement of the alignement between two discs and specimen in the UP test is also necessary to eliminate the error due to eccentrically loading.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제21권5호
• /
• pp.179-186
• /
• 2005

실내 모형실험으로 정,반복하중 재하 실험을 실시하여 하중과 침하, 지중 측방변위, 토목섬유 변위 등을 측정한 결과 지반과의 마찰과 토목섬유 인장력의 영향으로 전반적으로 지반의 변위가 줄고 지지력이 증가하였다. 또한 Mohr-coulomb 및 수정Mohr-Coulomb 모델들과 FLAC 4.0 2D을 사용하여 수치해석을 실시하였고 실내 모형 실험결과와 비교하였다. 기존식들은 토목섬유 모델링시 FLAC의 케이블 요소는 하중증가에 따른 전단강도를 증가되는 특성을 고려할수 없었기 때문에 실험 결과치와 상이하게 나타났다. 따라서 본 연구에서는 반복적인 학습으로 상재 하중의 영향을 고려한 케이블 구성요소의 적절한 식을 제시하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2005년도 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SOIL & GROUNDWATER ENVIRONMENT
• /
• pp.77-77
• /
• 2005

• Steel and Composite Structures
• /
• 제47권2호
• /
• pp.289-296
• /
• 2023

The failure of a thin-walled tube was studied in this paper based on three failure models. Both proportional and non-proportional loading paths were applied. Proportional loading consisted of combined tension-torsion. Cyclic non-proportional loading was also applied. It was a circular out-of-phase axial-shear stress loading path. The third loading path was a combination of a constant internal pressure and a bending moment. The failure models under study were equivalent plastic strain, modified Mohr-Coulomb (Bai-Wierzbicki) and Tearing parameter models. The elasto-plastic analysis was conducted using J2 criterion and nonlinear kinematic hardening. The return mapping algorithm was employed to numerically solve the plastic flow relations. The effects of the hydrostatic stress on the plastic flow and the stress triaxiality parameter on the failure were discussed. Each failure model under study was utilized to predict failure. The failure loads obtained from each model were compared with each other. The equivalent plastic strain model was independent from the stress triaxiality parameter, and it predicted the highest failure load in the bending problem. The modified Mohr-Coulomb failure model predicted the lowest failure load for the range of the stress triaxiality parameter and Lode's angle.