• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.121-128
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• 2004

A constiutive model was proposed in order to model dilatancy under $K_0$ conditions. The model includes an anisotropic hardening rule with bounding surface and hypothetical peak stress ratio and dilatancy function which are dependent on a state parameter. The triaxial stress-strain relationship under $K_0$ conditions was calculated reasonably by the proposed model. In particular the model could consistently predict dilatancy in volume change, softening with peak strength and small strain behavior.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.41-48
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• 2002

공중낙하법에 의해 만든 등방압밀 모래공시 체를 미소변형률 측정장치를 사용한 평면변형률압축시험을 실시하여 미소변형률에서 파괴후까지의 응력-다이레이턴시(stress-dilatancy) 관계를 연구하였다. 세계 각국의 주요 연구기관에서 사용되고 있는 7종류의 연구용 표준사 공시체를 멤브레인의 관입에 의한 오차와 변위를 외부에서 측정함으로 하여 생기는 오차(bedding error) 등의 영향을 제거하여 측정한 최대주응력방향의 변형률과 최소주응력방향의 변형률을 각각 0.0001%에서 파괴 시까지의 응력-변형률 관계를 얻었다. 그 결과 미소변형률 수준에서 파괴 시가지의 주응력비-주변헝률증분비 관계는 과압밀비 및 구속압에 거의 영향을 받지 않고 동일하였다. 또한 미소변형률에서는 이방성이 주응력비-주변형률증분비 관계에 미치는 영향은 거의 없지만, 파괴 부근에서의 K값의 크기는 $\delta$에 따라 다른 값을 나타내었다. 한편, K값은 모래의 종류에 따라 다른 값을 나타내었다. 전체적으로 Rowe의 응력-다이레이턴시식은 미소변형를에서 파괴까지 근사적으로 성립한다는 것을 알았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.75-83
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• 2004

본 논문에서는 사질토의 취성적 응력-변형률 관계와 전단시 체적팽창을 고려할 수 있는 구성모델에 대한 연구를 수행하였다. 제안된 모델은 일반등방경화규칙에 의거한 비등방 경화규칙을 적용하였으며, 항복면의 형태는 응력공간에서 원통형으로 나타나는 단순한 형태로 실용적으로 적용하기 편리하도록 하였다. 또한 유동규칙을 단순화하여 구체적인 팽창률 함수를 이용하여 정의하였다. 또한 가상적인 첨두응력비를 정의하여 취성적 응력-변형률 관계를 모델링하는 것이 가능하였다. 이러한 구성모델은 수학적 정식화를 한 후 실험자료와 비교하도록 프로그램을 구현하였다. 동반논문에서는 삼축실험결과와 비교하여 검증할 것이다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제7권3호
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• pp.317-333
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• 2014

The study of the mechanical behavior of rockfill materials under three-dimensional loading conditions is a current research focus area. This paper presents a microscale numerical study of rockfill deformation and strength characteristics using the Combined Finite-Discrete Element Method (FDEM). Two features unique to this study are the consideration of irregular particle shapes and particle crushability. A polydisperse assembly of irregular polyhedra was prepared to reproduce the mechanical behavior of rockfill materials subjected to axial compression at a constant mean stress for a range of intermediate principal stress ratios in the interval [0, 1]. The simulation results, including the stress-strain characteristics, relationship between principal strains, and principal deviator strains are discussed. The stress-dilatancy behavior is described using a linear dilatancy equation with its material constants varying with the intermediate principal stress ratio. The failure surface in the principal stress space and its traces in the deviatoric and meridian plane are also presented. The modified Lade-Duncan criterion most closely describes the stress points at failure.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2C호
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• pp.117-123
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• 2008

풍화도가 다른 교란 및 불교란 화강토를 채취하고 일련의 실내시험(압밀배수시험, 평균주응력일정시험 등)을 실시하여 전단 중 발생되는 체적변화인 다일레이턴시(dilatancy) 특성을 분석하였다. 그 결과, 화강토의 다일레이턴시 영향으로 배수전단시험에서 평균주응력의 증가와 더불어 함수비는 감소하고, 풍화도가 낮은 경우의 불교란 화강토는 전단과정 중 어느 일정한계에서는 함수비의 증가를 보였다. 전단에 의한 체적변화량과 주응력차의 관계에서 ${\Delta}V_d/V_1=D{\cdot}(({\sigma}_1-{\sigma}_3)-{\sigma}_c)/{{\sigma}_m}^{\prime}$의 직선관계가 성립된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권5호
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• pp.639-655
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• 2016

The effect of particle breakage and intermediate principal stress ratio on the behaviour of crushable granular assemblies under true triaxial stress conditions is studied using the discrete element method. Numerical results show that the increase of intermediate principal stress ratio $b(b=({\sigma}_2-{\sigma}_3)/({\sigma}_1-{\sigma}_3))$ results in the increase of dilatancy at low confining pressures but the decrease of dilatancy at high confining pressures, which stems from the distinct increasing compaction caused by breakage with b. The influence of b on the evolution of the peak apparent friction angle is also weakened by particle breakage. For low relative breakage, the relationship between the peak apparent friction angle and b is close to the Lade-Duncan failure model, whereas it conforms to the Matsuoka-Nakai failure model for high relative breakage. In addition, the increasing tendency of relative breakage, calculated based on a fractal particle size distribution with the fractal dimension being 2.5, declines with the increasing confining pressure and axial strain, which implies the existence of an ultimate graduation. Finally, the relationship between particle breakage and plastic work is found to conform to a unique hyperbolic correlation regardless of the test conditions.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권5호
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• pp.743-756
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• 2017

Laboratory investigation reveals that rockfills exhibit significant stress-path-dependent behavior during shearing, therefore realistic prediction of deformation of rockfill structures requires suitable constitutive models to properly reproduce such behavior. This paper evaluates the capability of a strain hardening model proposed by the authors, by comparing simulation results with large-scale triaxial stress-path test results. Despite of its simplicity, the model can simulate essential aspects of the shear behavior of rockfills, including the non-linear stress-strain relationship, the stress-dependence of the stiffness, the non-linear strength behavior, and the shearing contraction and dilatancy. More importantly, the model is shown to predict the markedly different stress-strain and volumetric behavior along various loading paths with fair accuracy. All parameters required for the model can be derived entirely from the results of conventional large triaxial tests with constant confining pressures.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.85-94
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• 2004

동반논문에서는 사질토의 취성적 응력-변형률 관계와 전단시 팽창을 고려할 수 있는 구성모델을 제안하였다. 본 연구에서는 제안된 모델의 계수를 체계적으로 결정하기 위하여 실수형 유전자 알고리즘에 근거한 최적화 기법이 적용되었으며, 이를 통하여 구성모델에 필요한 주요 계수값들을 결정할 수 있었다. 본 연구에서는 제안된 모델을 검증하기 위하여 풍화토시료에 대한 $K_0$ 압밀 삼축시험을 수행하였다. 또한 조립토에 등방압축 삼축시험결과를 이용하여 제안된 모델을 검증하였다. 이러한 시험자료들에 대하여 제안된 모델은 취성적 응력-변형률 관계 및 체적의 팽창과 같은 실제 유효응력 거동을 합리적으로 모델하는 것이 가능하였다. 이로부터 제안된 모델이 풍화토 및 조립토와 같은 사질토의 거동에 적합한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.39-54
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• 2009

대형직접전단시험기를 이용하여, 국내의 석산에서 생산된 쇄석재료들에 대한 전단거동을 분석하였다. 시료별로 전단강도를 산출하였으며, 최대입경, 수침조건, 밀도, 균등계수, 파쇄율 등의 변화에 따른 전단거동의 영향을 평가하여, 선행연구결과와 정성적으로 비교하였다. 아울러, 일의 원리를 응용하여, 쇄석재료의 응력-다일러턴시 관계를 규명하였으며, 한계상태의 마찰계수와 첨두마찰각 및 팽창각을 산출하였다. 실험결과 일축압축강도와 파쇄율이 쇄석의 내부마찰각에 가장 결정적인 영향을 미치며, 파괴시 다일러턴시도 연관성이 높은 것으로 밝혀졌다.

• 한국농공학회지
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• 제36권3호
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• pp.74-83
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• 1994

A series of isotropic consolidation tests, undrained and drained triaxial compression tests was carried out to investigate the physical characteristics and behaviours of marine silty sands collected from the western coast of Korea. This study also included a theoretical development of the constitutive equation to evaluate stress-strain relationship and volume change of silty sands. The results and main conclusions of the study are summarized as follows; 1. Isotropic compression and swelling index are linearly decreased with an increase in relative density. 2. Both undrained shear strengh and elastic modulus are increased with an increase in relative density and confining pressure. 3. Internal friction angles obtained from drained and undrained compression tests of the soils are proportional to relative density. 4. The phenomenon of dilatancy of each sample is less profound when confining stress is increased but more profound when relative density is increased. 5. The slope of critical state lines is 1.78 for Saemangum, 1.70 for Siewha and 1.26 for Sukmoon sands. 6. In this study, Drucker-Praper type criterion is used and hardening function of Cap model is modified by hyperbolic fuction. This will improve a lack of physical meaning of hardening parameters in conventional Cap model. 7. A newly developed constitutive equation to the forementioned silty sands and checked its applicability. This is in good agreement with the measured data.