화강암질풍화토(SP, SM)로 축조된 사면에 사면경사강우강도에 따른 사면 내 간극수압, 침투깊이, 강도정수를 산정하였다. 그리고 불포화토의 전단강도 식을 적용하여 강우에 따른 전단강도의 변화를 비교${\cdot}$분석하였다. 그 결과 강우에 따른 침투속도는 강우강도가 클수록, 사면의 완만할수록 침투가 빨리 진행되었다. Lumb의 이론치와 모형실험의 실측치를 비교분석한 결과 실측치가 더 빠른 것을 알 수 있었다. 그리고 SM은 SP에 비해 전단강도가 크게 나타나는데 세립분이 증가할수록 투수계수가 작아지고 침투율이 작아짐에 따라 침투속도에 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 또한, 사면내 전단강도는 1:1.5의 경사에서 가장 작은 전단강도를 보이는데 간극수압의 상승으로 인하여 저하되는 것으로 나타났다.
최근 지중저장기술(예, 온실가스 심지층 처분, 인공지열저류층 발전 등)이 활발히 수행됨에 따라, 유체 주입과 저장부지 안정성 사이의 역학적 관계에 관한 정량적 이해의 중요성이 인지되고 있다. 지중 유체 주입은 공극압 및 지중응력 교란과 지층의 역학적 불안정성을 야기할 수 있어, 유체 주입에 대한 다공탄성 수치 모형 구축이 요구된다. 본 연구에서는 순차적인 COMSOL-PyLith-COMSOL 유체 주입-유발지진 다공탄성 수치 모사를 수행한다. 유한요소 상용 소프트웨어인 COMSOL을 이용해 단층에 가해지는 쿨롱 파괴 응력(CFS) 변화를 시간에 따라 추적하였고, CFS 변화량이 임계값(예, 0.1 MPa)을 초과할 경우, 모형의 정보(기하구조, 물성 등)를 유한요소 오픈소스 코드인 PyLith로 이동시키는 알고리즘을 구축했다. PyLith는 단층의 미끄러짐을 모사하고, 미끌림에 의한 변위장을 획득한다. 이후 변위장을 COMSOL로 이동시켜 지진에 의한 응력 및 표면 변위를 계산한다. 수치 모사 결과, 주입 기간 중엔 주입정 근거리에서 큰 변화(공극압, CFS 변화 등)를 보였고, 주입 종류 후에는 잔류 응력이 원거리 영역으로 확산하는 양상이 나타났다. 이는 주입 종료 후 지속적인 모니터링의 필요성을 제안한다. 또한, 단층과 주입층 물성(예, 투수계수, Biot-Willis 계수)에 따른 CFS 변화량 비교는 주입정 위치 선정 시 주입층 및 주변 지층에 대한 물성 파악이 중요함을 의미한다. 단층 미끄러짐 양에 따른 표면 변위 및 이암층에 가해지는 편차응력은 다양한 단층 미끌림 시나리오 설정의 필요성을 지시한다.
The changeable stress environment directly affect the propagation law of a stress wave. Stress wave propagation tests in sandstone with different axial stresses were carried using a modified split Hopkinson Pressure bar (SHPB) assuming the sandstone has a uniform pore distribution. Then the waveform and stress wave energy dissipation were analyzed. The results show that the stress wave exhibits the double peak phenomenon. With increasing axial stress, the intensity difference decreases exponentially and experiences first a dramatic decrease and then gentle development. The demarcation stress is σ/σc=30%, indicating that the closer to the incident end, the faster the intensity difference attenuates. Under the same axial stress, the intensity difference decreases linearly with propagation distance and its attenuation intensity factor displays a quadratic function with axial stress. With increasing propagation distance, the time difference decays linearly and its delay coefficient reflects the damage degree. The stress wave energy attenuates exponentially with propagation distance, and the relations between attenuation rate, attenuation coefficient and axial stress can be represented by the quadratic function.
Surface texturing of micro dimple or pore-shaped pattern was prepared using a fiber laser system. Surface texturing was designed to have a square pattern with a particular pitch distance for each corresponding density of 5, 10, 20, and 30%. Thermal damages such as bulges and burrs formed during laser irradiation were observed around the dimples. Thermal damages were later removed by lapping using alumina particles of $0.3{\mu}m$ in diameter. Oscillating friction tests were performed against heat-treated high speed steels under lubricated condition. The lubricant used was SAE 5W-30 automotive engine oil. Normal contact pressure and oscillating frequency was 0.28 MPa and 20 Hz, respectively. The tests were continued for 20 minutes, and friction plots were recorded for examination. Results revealed that the coefficient of friction was lowered regardless of texturing density. Moreover, the lowest coefficient of friction was obtained for 10% density texturing. It is attributed to increased lubricity due to the introduction of surface texturing. In addition, it is concluded that the optimum texturing density and pattern must be found for the best lubricity and low friction.
Critical state theory involves two state boundary surface. One is Roscoe surface and the other is Hvorslev surface. The shape of these boundary surface was changed because of several parameters : Critical state constant(M), spacing ratio (r) and critical state pore pressure coefficient($\wedge$). As these constants make difference to each model and the way of solution, they may affect the shape of state boundary surface. Specially, spacing ratio (r) is important. On this study, triaxial compression test was performed using remolded weathered mudstone soil and investigated variation of state boundary surface because of spacing ratio. In the results of prediction, critical state point was located highly and the shape of boundary surface was changed more tightly curve as decreasing spacing ratio.
피에조콘관입시험(PCPT)의 소산시험은 in-situ 상태의 압밀계수(c/sub v/)를 추정하는 방법으로 널리 이용되어왔다. 본 연구에서는 spherical cavity expansion theory 및 axisymmetric uncoupled linear consolidation equation(Gupta & Davidson, 1986)을 이용하여 과압밀점토에서의 초기과잉간극수압의 분포 및 과잉간극수압의 시간에 대한 소산현상을 해석하는 수치해석방법을 제안하여 현장시험결과 및 실내시험결과와 비교 분석하였다. ADIS (alternating direction implicit scheme)를 이용한 FDM 해석을 실시한 결과와 현장시험의 소산곡선은 잘 부합되는 것으로 나타났으며 압밀계수도 실내실험 또는 피에조콘관입 시험에 대한 추정방법으로 산출된 값과 비교적 일치하는 것으로 나타났다.
한반도 남해안의 광양만에서 채취한 연약 해성점토의 물리적 및 역학적 특성을 조사하기 위한 일련의 실내시험을 수행하였다. 물리적 성질 및 압밀시험 결과의 분석에 따르면, 시험에 사용된 시료는 정규압밀점토로 나타났다. 압밀비배수 삼축시험 결과로부터 새로운 간극수압계수(C)를 제안하였고, 이 계수는 유효응력경로를 예측하기 위한 방정식에 적용되었다. 또한, 비배수조건에서 전단변형률은 오로지 응력비만의 함수라는 사실이 실험결과로부터 밝혀졌다. 따라서 비배수 조건에서의 전단변형률 계산식이 제안되었으며, 이들 관계식을 이용하여 비배수(CIU) 및 배수조건(CID)에서의 점토의 거동을 예측하기 위한 새로운 구성방정식이 제안되었다. 이 구성방정식은 Roscoe와 Poorooshasb이 제안한 증분응력-변형률 이론을 기초로 하였으며, 제안된 구성방정식을 적용하여 예측한 배수전단특성을 실측된 결과에 매우 근접하는 경향을 나타내었다.
Acoustic pressure transmission coefficient and phase velocity are measured as the functions of water porosity and air porosity in sand sediment slabs with water- and air-filled pores. Pores in the sand sediment slab we modeled as the structure of circular cylindrical tube shape filled with water and air. The first kind(fast) wave and second kind (slow) wave, identified by Biot, in the solid and fluid mixed medium are affected by the presence of water and air pores. Acoustic characteristics of such porous medium in water are also theoretically investigated in terms of the modified Biot-Attenborough (MBA) model, which uses the separate treatment of viscosity effect and thermal effect in non-rigid porous medium with water- and air-filed pores. The information on the fast waves introduces new concepts of the generalized tortuosity factor and dynamic shape factor.
The present study was undertaken to investigate the purity variation of the alumina ceramics on the water lubrication mechanism. The annular surface of wear testing specimens of the alumina ceramics with different alumina purity against STB2 was rubbed in the distilled water under various sliding speed, contact pressure and sliding distance. The friction coefficient decreased lowered with formation of corrosion products due to the tribochemical reation as the sliding speed and contact load was increased. With increased sliding speed, the lower purity of 85 percent contribute largely to even degree of the friction surface, even it have about $\mu$ of 0.3 degree by the influence of a pore and impurities SiO$_{2}$. The friction surface of ceramics protacted by oxide was transfer from STB2.
Although the influence of moisture content on the mechanical properties of concrete has been studied for a long time, research related to its influence on the damping and energy dissipation property of concrete structure is still very limited. In this paper, the relationship between damping property and moisture content of concrete using cyclic uniaxial compression is firstly presented, and the mechanism of the influence of moisture content on concrete damping and energy dissipation capacity is analyzed. Based on the experimental research, moisture-related damping and energy dissipation model is proposed. Results show that the dissipated energy of concrete and loss factor increase as the moisture content increasing. The energy dissipation coefficient reflecting the influence of stress level of concrete under cyclic load, decreases first and then increases as the moisture content increasing. The mechanism of moisture-related energy dissipation behavior can be divided into the reactive force of water, the development of the internal micro cracks and the pore water pressure. Finally, the proposed moisture-related damping and energy dissipation model are verified.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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