Qi, Wang;Shuo, Xu;Ke, Gao Hong;Peng, Zhang;Bei, Jiang;Hong, Liu Bo
Geomechanics and Engineering
/
v.23
no.1
/
pp.61-69
/
2020
The uniaxial compressive strength (UCS) of rock is a basic parameter in underground engineering design. The disadvantages of this commonly employed laboratory testing method are untimely testing, difficulty in performing core testing of broken rock mass and long and complicated onsite testing processes. Therefore, the development of a fast and simple in situ rock UCS testing method for field use is urgent. In this study, a multi-function digital rock drilling and testing system and a digital core bit dedicated to the system are independently developed and employed in digital drilling tests on rock specimens with different strengths. The energy analysis is performed during rock cutting to estimate the energy consumed by the drill bit to remove a unit volume of rock. Two quantitative relationship models of energy analysis-based core drilling parameters (ECD) and rock UCS (ECD-UCS models) are established in this manuscript by the methods of regression analysis and support vector machine (SVM). The predictive abilities of the two models are comparatively analysed. The results show that the mean value of relative difference between the predicted rock UCS values and the UCS values measured by the laboratory uniaxial compression test in the prediction set are 3.76 MPa and 4.30 MPa, respectively, and the standard deviations are 2.08 MPa and 4.14 MPa, respectively. The regression analysis-based ECD-UCS model has a more stable predictive ability. The energy analysis-based rock drilling method for the prediction of UCS is proposed. This method realized the quick and convenient in situ test of rock UCS.
In recent years, the amount of sludge ash (SA) has considerably increased due to rapid urbanization and population growth. In addition, its storage in landfills induces environmental pollution and health problems. Therefore, its disposal in an environmentally friendly way has become more important. The main goal of this study is to investigate the reusability of sludge ash as an additive with polypropylene fiber (PF) to stabilize marginal sand based on the compressive strength performances from UCS tests. For this purpose, a series of UCS tests was conducted. Throughout the experimental study, the used inclusion rates were 10, 15, 20 and 30% for sludge ash and 0, 0.5 and 1% for polypropylene fiber by total dry weight of the sand+sludge ash mixture and the prepared samples were cured for 7 and 14 days prior to the testing. Freezing and thawing resistance of the mixture including 10% sludge ash and 0, 0.5 and 1% polypropylene fiber was also examined. On the basis of UCS testing results, it is said that sludge ash inclusion remarkably enhances UCS performance of sand. Moreover, the addition of polypropylene fiber to the admixtures including sand and sludge ash significantly improves their stress-strain characteristics and post-peak strength loss as well as UCS. As a result of this paper, it is suggested that sludge ash be successfully reused with polypropylene fiber for stabilizing sand in soil stabilization applications. It is also believed that the findings of this study will contribute to some environmental concerns such as the disposal problem of sludge ash, recycling, sustainability, environmental pollution, etc. as well as the cost of an engineering project.
Laboratory tests of accelerated artificial weathering compared the effects of seawater and acidified distilled water on rock weathering. The experiments simulated chemical and physical weathering of five different types of volcanic rock by applying 45 freeze-thaw cycles using seawater and acidified distilled water (pH 3), both at 70℃. The physical properties and uniaxial compressive strength (UCS) of the rocks were measured after 15 and 45 cycles of artificial weathering. Most of degradation of physical properties appeared within the first 15 cycles, and acidified distilled water had a greater effect than seawater. Analysis of variance (ANOVA) statistically evaluated the differences in UCS of the different rock types during the tests. The rate of UCS reduction after 45 cycles was similar across the samples, being independent of the rock type and the trend of changes in physical properties. In contrast to the changes in the physical properties, the UCS was more affected by seawater than by acidified distilled water.
In this study, Hoek-Brown constants (mi) were calculated through nonlinear regression analyses using the results of the triaxial compression tests for the basaltic intact rocks in Jeju Island. The relationships of the mi with the uniaxial compressive strength (UCS), Brazilian tensile strength (BTS) and UCS/BTS of the Jeju basalts were investigated, respectively. In addition, a method that can be used in determining Hoek-Brown failure envelopes including the tensile and compressive failures of the Jeju basalts has been proposed. As results, the mi values had no clear correlations with the UCS, BTS and UCS/BTS of the Jeju basalts, but there were two strong correlations between UCS and mi/UCS, and between BTS and mi/BTS of the Jeju basalts. In addition, it was found that the tensile strengths calculated by the Hoek-Brown failure criterion underestimate the tensile strengths of the Jeju basalts through the relationship between the mi and UCS/BTS of the Jeju basalts. The method presented in this study is considered to be useful in determining the Hoek-Brown failure envelope for the tensile and compressive failures of the Jeju basalts.
This study investigates the feasibility of using the results of the UPV (ultrasonic pulse velocity) test to assess the UCS (unconfined compressive strength) of unsaturated soil. A series of laboratory tests was conducted on samples of unsaturated lateritic soils of northern Taiwan. Specifically, the unconfined compressive test was combined with the pressure plate test to obtain the unconfined compressive strength and its matric suction (s) of the samples. Soil samples were first compacted at the designated water content and subsequently subjected to the wetting process for saturation and the following drying process to its target suction using the apparatus developed by the authors. The correlations among the UCS, s and UPV were studied. The test results show that both the UCS and UPV significantly increased with the matric suction regardless of the initial compaction condition, but neither the UCS nor UPV obviously varied when the matric suction was less than the air-entry value. In addition, the UCS approximately linearly increased with increasing UPV. According to the investigation of the test results, simplified methods to estimate the UCS using the UPV or matric suction were established. Furthermore, an empirical formula of the matric suction calculated from the UPV was proposed. From the comparison between the predicted values and the test results, the MAPE values of UCS were 4.52-9.98% and were less than 10%, and the MAPE value of matric suction was 17.3% and in the range of 10-20%. Thus, the established formulas have good forecasting accuracy and may be applied to the stability analysis of the unsaturated soil slope. However, further study is warranted for validation.
Ibrahim Albaijan;Daria K. Voronkova;Laith R. Flaih;Meshel Q. Alkahtani;Arsalan Mahmoodzadeh;Hawkar Hashim Ibrahim;Adil Hussein Mohammed
Geomechanics and Engineering
/
v.36
no.5
/
pp.465-474
/
2024
Uniaxial compressive strength (UCS) is a critical geomechanical parameter that plays a significant role in the evaluation of rocks. The practice of indirectly estimating said characteristics is widespread due to the challenges associated with obtaining high-quality core samples. The primary aim of this study is to investigate the feasibility of utilizing the gene expression programming (GEP) technique for the purpose of forecasting the UCS for various rock categories, including Schist, Granite, Claystone, Travertine, Sandstone, Slate, Limestone, Marl, and Dolomite, which were sourced from a wide range of quarry sites. The present study utilized a total of 170 datasets, comprising Schmidt hammer (SH), porosity (n), point load index (Is(50)), and P-wave velocity (Vp), as the effective parameters in the model to determine their impact on the UCS. The UCS parameter was computed through the utilization of the GEP model, resulting in the generation of an equation. Subsequently, the efficacy of the GEP model and the resultant equation were assessed using various statistical evaluation metrics to determine their predictive capabilities. The outcomes indicate the prospective capacity of the GEP model and the resultant equation in forecasting the unconfined compressive strength (UCS). The significance of this study lies in its ability to enable geotechnical engineers to make estimations of the UCS of rocks, without the requirement of conducting expensive and time-consuming experimental tests. In particular, a user-friendly program was developed based on the GEP model to enable rapid and very accurate calculation of rock's UCS, doing away with the necessity for costly and time-consuming laboratory experiments.
The constructions of engineering structures such as airports, highways and railway on clayey soils may create many problems. The economic losses and damages caused by these soils have led researchers to do many studies using different chemical additives for the stabilization of them. Lime is a popular additive used to stabilize the clayey soils. When the base course is stabilized by mixing with an additive, inevitable delays may occur during compaction due to reasons like insufficient workers, breakdown of compaction equipment, etc. The main purpose of this study is to research the effect of compaction delay time (7 days) on the strength, compaction, and dynamic properties of a clay soil stabilized with lime content of 0, 3, 6, 9, 12 and 15% by dry weight of soil. Compaction characteristics of these mixes were determined immediately after mixing, and after 7 days from the end of mixing process. Within this context, unconfined compressive strength (UCS) under the various curing periods (uncured, 7 and 28 days) and dynamic triaxial tests were performed on the compacted specimens. The results of UCS and dynamic triaxial tests showed that delayed compaction on the strength of the lime-stabilized clay soil were significantly effective. Especially with the lime content of 9%, the increase in the shear modulus (G) and UCS of 28 days curing were more prominent after 7 days mellowing period. Because of the complex forms of hysteresis loops caused by the lime additive, the damping ratio (D) values differed from the trends presented in the literature and showed a scattered relationship.
The uniaxial compressive strength (UCS) is an important factor in the design and construction of surface and underground structures. However, the method employed to measure UCS is time consuming and expensive to apply in the field. Therefore, we developed a model to estimate UCS based on a few properties using linear regression analysis, which is a statistical method. To develop the model, valid factors from the test results were selected from a correlation analysis using a statistical program, and the model was formulated by linear regression based on the relationships among factors. UCS estimates derived from the model were compared with the results of UCS tests, to assess the reliability of the model. The relationship between rock properties and UCS indicates that the factors with the greatest influence on UCS are point load strength and shape facto r. The UCS values obtained using the model are in good agreement with the results of the UCS test. Therefore, the developed model may be used to estimate the UCS of rocks in regions with similar conditions to those of the present study area.
Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
/
v.52
no.2
/
pp.19-25
/
2010
This study was conducted to determine the resilient modulus (Mr) and the unconfined compressive strength (UCS) of two recycled roadway materials such as recycled pavement material (RPM) and road surface gravel (RSG) with or without cement kiln dust (CKD). The recycled materials were blended with two CKD contents (5, 10 %) and 28 day curing time. Mr and UCS tests were also conducted after 10cycles of freezing and thawing to asses the impact of freeze-thaw cycling. Mr was determined conducting by the laboratory test method described by NCHRP 1-28A. Stabilized RPM and RSG had a modulus and a strength higher than unstabilized RPM and RSG. Mr and UCS of RPM and RSG mixed with CKD increased with increasing CKD content. The results indicated that the addition of CKD could be improved the strength and the stiffness of RPM and RSG. Therefore, RPM, RSG and CKD could be used as an effective materials in the reconstruction of roads.
Soil stabilization is one of the useful method of ground improvement for soil with low bearing capacity and high settlement and unrequired swelling potential. Generally, the stabilization is carried out by adding some solid materials. The main objective of this research was to investigate the feasibility of stabilization of organic soils and sewage sludge to obtain low cost alternative embankment material by the addition of two different slags. Slags were used as a replacement for weak soil at ratios of 0%, 25%, 50%, 75% and 100%, where sewage sludge and organic soil were blended with slags separately. The maximum dry unit weights and the optimum water contents for all soil mixtures were determined. In order to investigate the influence of the slags on the strength of sewage sludge and organic soil, and to obtain the optimal mix design; compaction tests, the California bearing ratio (CBR) test, unconfined compressive strength (UCS) test, hydraulic conductivity test (HCT) and pH tests were carried out on slag-soil specimens. Unconfined compressive tests were performed on non-cured samples and those cured at 7 days. The test results obtained from untreated specimens were compared to tests results obtained from soil samples treated with slag. Laboratory tests results indicated that blending slags with organic soil or sewage sludge improved the engineering properties of organic or sewage sludge. Therefore, it is concluded that slag can be potentially used as a stabilizer to improve the properties of organic soils and sewage sludge.
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.