Cuculic, Marijana;Malic, Neira Toric;Kozar, Ivica;Tibljas, Aleksandra Deluka
Coupled systems mechanics
/
v.11
no.2
/
pp.107-119
/
2022
The aim of the work presented in this paper is development of numerical model for prediction of temperature distribution in pavement according to the measured meteorological parameters, with introduction of non-linear heat transfer coefficient which is a function of temerature difference between the air and the pavement. Developed model calculates heat radiated from the pavement back in the air, which is an important part of the heat trasfer process in the open air surfaces. Temperature of the pavement surface, heat radiation together with many meteorological parameters were measured in series during two years in order to validate the model and calibrate model parameters. Special finite element method for temperature heat transfer towards the soil together with the time integration scheme are used to solve the governing equation. It is proved that non-linear heat transfer coefficient, which is a function of time and temperature difference between the air and the pavement, is required to decribe this phenomena. Proposed model includes heat tranfer coefficient callibration for specific climate region, through the iterative inverse procedure.
The total embankment settlement consists of three stages: the initial settlement, the primary consolidation settlement, and the secondary consolidation settlement. The total embankment settlement is largely controlled by the primary consolidation settlement, which is usually computed with numerical models that implement Biot's theory of consolidation. The key parameter that affects the primary consolidation time is the coefficient of permeability. Due to the complex stress and strain states in the foundation soil under the embankment, to be able to predict the consolidation time more precisely, aside from porosity-dependency, the strain-dependency of the coefficient of permeability should be also taken into account in numerical analyses. In this paper, we propose a two-dimensional plane strain numerical model of embankment primary consolidation, which implements Biot's theory of consolidation with both porosity-dependent and strain-dependent coefficient of permeability. We perform several numerical simulations. First, we demonstrate the influence of the strain-dependent coefficient of permeability on the computed results. Next, we validate our numerical model by comparing computed results against in-situ measurements for two road embankments: one near the city of Saga, and the other near the city of Boston. Finally, we give our concluding remarks.
From the effect of bound water, this study aims to seek the potential reasons for difference of mechanical experiment results of subgrades soils. To attain the comparatively test condition of bound water, dry forming (DF) and wet forming (WF) were used in the specimen forming process before testing, series of laboratory tests, i.e., CBR tests, direct shear tests and compaction tests. The measured optimal moisture contents, maximum dry densities, CBR, cohesion c, and internal friction angle 𝜑 were given contrastive analysis. Then to detect the adsorptive bound water in the subgrade soils, the thermal gravimetric and differential scanning calorimetry (TG-DSC) test were employed under different heating rates. The free water, loosely bound water and tightly bound water in soils were qualitatively and quantitatively analyzed. It was found that due to the different dehydration mechanics, the lost bound water in DF and WF process show their own characteristics. This may lead to the different mechanical properties of tested soils. The clayey particles have a great influence on the bound water adsorbed ability of subgrade soils. The more the clay content, the greater the difference of mechanical properties tested between the two forming methods. Moreover, in highway construction of southern China, the wet forming method is recommended for its higher authenticity in simulating the subgrade filed humidity.
Cavity expansion is a classical problem in the field of solid mechanics with a wide range of applications in geotechnical and petroleum engineering. A drained solution is developed for cylindrical cavity expansion in anisotropic soils under biaxial in-situ stresses using a K0-based anisotropic modified Cam-clay model (K0-AMCC). The problem is formulated by solving differential equations using an auxiliary variable, which provides analytical expressions for the volume and four stress components of the soil around the cylindrical cavity. The solution is validated by comparisons with existing well-developed solutions. The results show that the present solution well captures the cavity expansion responses in anisotropic soils under biaxial in-situ stresses, and removes limiting assumptions that the cylindrical cavity expands under uniform in-situ stress in isotropic soils. The elastic-plastic boundary of the expanding cylindrical cavity in K0-consolidated anisotropic soils under biaxial in-situ stresses is a circle rather than an ellipse in isotropic soils, and the mathematical proof is provided in detail.
Yu-liang, Lin;Jie, Jin;Zhi-hao, Jiang;Wei, Liu;Hai-dong, Liu;Rou-feng, Li;Xiang, Liu
Structural Engineering and Mechanics
/
v.84
no.5
/
pp.591-604
/
2022
A gravity wall combined with an anchoring lattice frame (a combined retaining structure) is adopted at a typical engineering site at Dali-Ruili Railway Line China. Where, the combined retaining structure supports a soil deposit covering on different inclined rock slopes. With an aim to investigate and compare the effects of inclined rock slopes on the response of combined retaining structure under seismic excitation, three groups of shaking table tests are conducted. The rock slopes are shaped as planar surfaces inclined at angles of 20°, 30°, and 40° with the horizontal, respectively. The shaking table tests are supplemented by dynamic numerical simulations. The results regarding the horizontal acceleration response, vertical acceleration response, permanent displacement mode, and axial anchor force are comparatively examined. The acceleration response is more susceptible to outer structural profile of combined retaining structure than to inclined angle of rock slope. The permanent displacement decreases when the inclined angle of the rock slope increases within a range of 20°-40°. A critical inclined angle of rock slope exists within a range of 20°-40°, and induces the largest axial anchor force in the combined retaining structure.
Xia, Chaoyi;Wang, Kunpeng;Huang, Jiacheng;Xia, He;Qi, Lin;Wu, Xuan
Structural Engineering and Mechanics
/
v.81
no.1
/
pp.69-79
/
2022
The dynamic responses of a pier-pile-soil system subjected to a barge/flotilla collision are analyzed. A coupled high-speed train and bridge system with a damaged pier after barge/flotilla collision is established by taking the additional unevenness of the track induced by the damaged pier as the self-excitation of the system. The whole process of a CRH2 high-speed train running on the 6×32 m simply-supported PC (prestressed concrete) box-girder bridge with a damaged pier is simulated as a case study. The results show that the lateral displacements and accelerations of the bridge with a damaged pier are much greater than the ones before the collision. The running safety indices of the train increase with the train speed as well as with the number of barges in the flotilla. In flotilla collision, the lateral wheel/rail forces of the train exceed the allowable values at a certain speed, which influences the running safety of the trains.
Vela-Moreno, Victor Bonifacio;Luevanos-Rojas, Arnulfo;Lopez-Chavarria, Sandra;Medina-Elizondo, Manuel;Sandoval-Rivas, Ricardo;Martinez-Aguilar, Carmela
Structural Engineering and Mechanics
/
v.84
no.4
/
pp.561-573
/
2022
This paper presents a new model to obtain the minimum area of the contact surface for rectangular isolated footings, considering that the contact surface works partially to compression (a part of the contact surface of the footing is subjected to compression and the other is not in compression or tension). The methodology is developed by integration to obtain the axial load "P", moment around the X axis "Mx" and moment around the Y axis "My". This document presents the simplified and precise equations of the four possible cases of footing subjected to uniaxial bending and five possible cases of footing subjected to biaxial bending. The current model considers the contact area of the footing that works totally in compression, and other models consider the contact area that works partially under compression and these are developed by very complex iterative processes. Numerical examples are presented to obtain the minimum area of rectangular footings under an axial load and moments in two directions, and the results are compared with those of other authors. The results show that the new model presents smaller areas than the other authors presented.
Jeetendra S. Khichad;Rameshwar J. Vishwakarma;Samadhan G. Morkhade;Siddharth Mehndiratta
Structural Engineering and Mechanics
/
v.90
no.2
/
pp.177-187
/
2024
In this study, compared two distinct estimation methods (stress charts and regression equations) proposed by the Indian road congress design guideline (IRC:58-2015) to determine flexural stress in Jointed Plain Concrete Pavement (JPCP). The occurrence of critical flexural stresses in pavement slabs is due to the combined effects of wheel loads and temperature. These stresses depend on various factors such as material properties of concrete, soil-subgrade strength, loading, and geometric properties of the slab. In order to account for the practical variability of these factors, critical edge stresses are determined using both methods and compared considering tied concrete shoulder. IRC:58 (2015) suggests, the stresses calculated by both the procedures should provide the same results. However, when these stresses are compared for the same configurations and same loading conditions, large variations are observed. The effect of tied concrete shoulder on reduction in critical edge stress is observed. Based on the study, certain important conclusions and recommendations are presented.
The horizontal response spectra using the observed ground motions from 15 Fukuoka earthquake series, including main earthquake (2005/03/20; Mw=6.5), were analysed and then were compared to both the seismic design response spectra (Regulatory Guide 1.60), applied to the domestic nuclear power plants, and the Korean Standard Design Response Spectrum for general structures and buildings (1997). 178 horizontal ground motions, without considering soil types, were used for normalization with respect to the peak acceleration value of each ground motion. The results showed that response spectrum have strong dependency on epicentral distance. The results also showed that the horizontal response spectra revealed higher values for frequency bands at two frequency bands (about 8 - 10 and 16- 20 Hz) than Regulatory Guide 1.60. The results were also compared to the Korean Standard Building Design Spectrum for the 3 different soil types and showed that thehorizontal response spectra revealed higher values for almost all period bands than the Korean Standard Response Spectrum (500 yrs; Return Period; Seismic province 1; SE soil conditions). Through the qualitative improvements and quantitative enhancement of the observed ground motions, the diversity of the observed ground motions should be considered more significantly to improve the certainty of response spectrum.
The horizontal response spectra using the observed ground motions from the recent more than 19 macro earthquakes were analysed and then were compared to both the seismic design response spectra (Reg Guide 1.60), applied to the domestic nuclear power plants, and the Korean Standard Design Response Spectrum for general structures and buildings (1997). 130 horizontal ground motions, without considering soil types, were used for normalization with respect to the peak acceleration value of each ground motion. The results showed that response spectrum have strong dependency on epicentral distance. The results also showed that the horizontal response spectra revealed much higher values for frequency bands above 5 Hz than Reg. Guide (1.60). The results were also compared to the Korean Standard Response Spectrum for the 3 different soil types and showed that the vertical response spectra revealed much higher values for the frequency bands below 0.3 second than the Korean Standard Response Spectrum (SD soil condition). These spectral values dependent on frequency could be related to characteristics of the domestic crustal attenuation and the effect of each site amplification. However, through the qualitative improvements and quantitative enhancement of the observed ground motions, the conservation of horizontal seismic design response spectrum should be considered more significantly for the frequency bands above 5 Hz.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.