• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권10호
• /
• pp.5-16
• /
• 2018

날로 늘어가는 폐비닐은 가장 큰 환경문제가 되어가고 있으며, 특히 농촌에서 발생하는 영농폐비닐은 수거인력부족 및 재활용 인식부족 등으로 농경지에 방치 혹은 불법매립 되어, 이로 인한 문제점이 갈수록 심화되고 있다. 따라서 폐비닐은 재활용하는 것이 환경보전의 관점에서 가장 이상적이며, 본 연구에서는 폐비닐 재활용의 적용범위를 보다 확장시키기 위한 사전연구로 비닐스트립의 지반보강재로서의 적용성을 분석하였다. 본 연구에서는 비닐스트립과 시멘트로 보강된 모래시편에 대한 일축압축강도시험과 공진주/비틂전단시험을 수행하여 정적 및 동적 보강효과를 분석하였다. 상대밀도 40%와 60%의 모래질 흙에 다양한 보강조건의 시편을 제작하여 비닐스트립 혼합률과 시멘트 혼합률에 따른 일축압축강도와 전단탄성계수/감쇠비의 변화를 분석하였다. 시험결과 비닐스트립-시멘트 혼합 보강기법의 정적 및 동적 보강효과를 확인하였고, 비닐스트립 및 시멘트의 최적 혼합조건을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제27권10호
• /
• pp.1630-1635
• /
• 2003

The deformation and fracture behaviors of a bulk amorphous metal, Zr-based one (Zr$\_$41.2/Ti$\_$13.8/Cu$\_$12.5/Ni$\_$10/Be$\_$22.5/: Vitreloy), were investigated over a strain rate range (7x10$\^$-4/～4 s$\^$-1/). The uniaxial compression test and the indentation test using 3mm-diameter WC balls were carried out under quasi-static loading conditions. As a result, at the uniaxial compressive state, the fracture stress of the material was very high (～1,700MPa) and the elastic strain limit was about 2%. The fracture strength showed a strain rate independent behavior up to 4 s$\^$-1/. Using indentation tests, the plastic deformation behavior of the Zr-based BAM up to a large strain value of 15% could be achieved, even though it was the deformation under locally constrained condition. The Meyer hardness of the Zr-based BAM measured by static indentation tests was about 5 GPa and it revealed negligible strain hardening behavior. At indented sites, the plastic indentation occurred forming a crater and well-developed multiple shear bands were generated around it along the direction of 45 degree when the indentation load exceeded 7kN. With increasing indentation load, shear bands became dense. The fracture surface of the specimen after uniaxial compressive tests showed vein-like pattern, typical morphology of many BAMs.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제28권6호
• /
• pp.848-859
• /
• 2004

Mechanical testing methods to determine the material constants for large deformation nonlinear finite element analysis were demonstrated for natural rubber. Uniaxial tension, uniaxial compression, equi-biaxial tension and pure shear tests of rubber specimens are performed to achieve the stress-strain curves. The stress-strain curves are obtained after between 5 and 10 cycles to consider the Mullins effect. Mooney and Ogden strain-energy density functions, which are typical form of the hyperelastic material, are determined and compared with each other. The material constants using only uniaxial tension data are about 20% higher than those obtained by any other test data set. The experimental equations of shear elastic modulus on the hardness and maximum strain are presented using multiple regression method. Large deformation finite element analysis of automotive transmission mount using different material constants is performed and the load-displacement curves are compared with experiments. The selection of material constant in large deformation finite element analysis depend on the strain level of component in service.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제14권2호
• /
• pp.203-209
• /
• 2018

Reliable estimation of compressive as well as tensile in-situ stresses is critical in the design and analysis of underground structures and openings in rocks. Kaiser effect technique, which uses acoustic emission from rock specimens under cyclic load, is well established for the estimation of in-situ compressive stresses. This paper investigates the Kaiser effect on marble specimens under cyclic uniaxial compressive as well as cyclic uniaxial tensile conditions. The tensile behavior was studied by means of Brazilian tests. Each specimen was tested by applying the load in four loading cycles having magnitudes of 40%, 60%, 80% and 100% of the peak stress. The experimental results confirm the presence of Kaiser effect in marble specimens under both compressive and tensile loading conditions. Kaiser effect was found to be more dominant in the first two loading cycles and started disappearing as the applied stress approached the peak stress, where felicity effect became dominant instead. This behavior was observed to be consistent under both compressive and tensile loading conditions and can be applied for the estimation of in-situ rock stresses as a function of peak rock stress. At a micromechanical level, Kaiser effect is evident when the pre-existing stress is smaller than the crack damage stress and ambiguous when pre-existing stress exceeds the crack damage stress. Upon reaching the crack damage stress, the cracks begin to propagate and coalesce in an unstable manner. Hence acoustic emission observations through Kaiser effect analysis can help to estimate the crack damage stresses reliably thereby improving the efficiency of design parameters.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권6C호
• /
• pp.321-329
• /
• 2009

국내 암석의 일축응력상태와 삼축응력상태의 한계변형률 특성을 연구하고자 국내에 분포하는 6종류의 암석을 대상으로 실내 일축 및 삼축압축시험을 실시하였다. 일축압축실험에 의한 일축압축강도는 대부분 1~100MPa의 범위이었고, 한계변형률도 0.1~1.0%에 위치하여 전반적으로 Sakurai(1982)가 제시한 상 하부 경계선 내에 분포하였다. 그리고 암석의 파괴/한계변형률의 비(${\varepsilon}_f/{\varepsilon}_0$)는 일축강도에 따라 1.0~1.8의 범위로 모두 1.0 이상 나타났다. 삼축압축실험에 의한 한계변형률은 모든 암석에서 0.8%이하로 일축압축실험에서의 최대 한계변형률 1.0% 보다 작은 값을 보였으며, 일축 및 삼축압축실험로부터 산정된 값은 거의 대부분의 암석시료에서 1.0~8.0정도의 범위였다. 본 연구를 통하여 삼축응력상태인 암반의 파괴변형률(${\varepsilon}_{f3}$)은 일축응력상태의 파괴변형률(${\varepsilon}_{f1}$)에 비하여 1.0~8.0배 정도 크고, ${\varepsilon}_{f1}$은 일축응력상태의 한계변형률(${\varepsilon}_{01}$)보다 1.0~1.8배정도 크게 나타나 암반터널 변위계측에 의한 안정성 기준치를 일축강도에 따른 한계변형률(${\varepsilon}_{01}$)로 규정하는 것은 안정측 관리기준이 되는 것으로 판단된다.

• 한국안전학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.89-97
• /
• 2006

Recently, experimental and theoretical studies about nonlinear behavior of large concrete structures are in progress. The purpose of this study is to describe the nonlinear behavior of a concrete specimen under compression using several plastic models and to choose the best plastic model for later use in numerical analyses of concrete structures. ABAQUS is a general-purpose FEM program and we tested all suitable embedded material models for concrete. To verify the effectiveness of nonlinear analyses, results were compared with uniaxial and triaxial compression test results.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.147-156
• /
• 2008

콘크리트의 일축압축실험에서 축하중이 발생함에 따라 새로운 균열이 발생하고 이 균열의 확장이 파괴의 주된 원인이 되는 경우가 대부분인데 이는 입자 결합 모델에서 입자간의 결합이 파괴되어 해석 대상체의 균열 모사와 유사하게 해석될 수 있어 콘크리트의 표준 공시체에 대하여 일축압축실험의 모사 가능성을 연구하였다. 그러나 입자 결합 모델은 해석 대상체를 입자간의 집합체로 모사하기 때문에 입자간의 결합을 결정하는 미시변수에 의해서 해석 대상의 거시물성이 변하게 되어 이들 변수간의 정량적인 관계를 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서 사용된 접촉 결합 모델에서는 총 8개의 미시변수가 있어 이들 변수와 일축압축실험결과 나오는 거시물성-탄성계수, 일축압축강도, 포아송비-와 콘크리트의 압축파괴거동에 관련이 있는 균열 개시 응력과 일축압축강도와의 비로서 5개의 거시물성에 대하여 부분배치법 및 회귀분석을 통하여 이들 간의 정량적인 관계를 도출하였고 그 결과 일축압축강도를 가정한 가상시료 및 조사 자료로부터 얻은 일축압축강도를 비교적 잘 모사할 수 있었다. 또한 해석을 수행한 공시체의 응력-변형률 곡선이나 응력 수준별 균열 발생의 빈도 및 파괴거동을 관찰한 결과 일반적인 콘크리트의 일축압축하중 하에서의 파괴거동과 상당부분 유사함을 보여 입자 결합 모델을 이용하여 콘크리트 공시체에 대한 일축압축실험을 잘 모사할 수 있다고 본다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제13권7호
• /
• pp.31-38
• /
• 2012

현재 지반주입공법에 사용되는 약액으로는 물유리계가 주로 사용되고 있다. 최근 국내에서는 지반개량 재료로 무기질계 급결재와 초미립자 시멘트를 주원료로 하는 NDS(Natural and Durable Stabilizer)공법 등의 개발이 활발하게 연구되어 왔다. 그러나 일반적으로 주입공법의 경우, 주입 효과에 대한 확인이 어렵고 지반 및 지하수의 오염 등 환경 공해의 우려가 있는 문제점이 있다. 따라서, 이암으로 성토된 지반에 대한 주입공법 적용시 주입재료별(물유리계 및 무기질계) 주입률에 따른 강도 및 차수특성을 파악하여 적정주입량을 산정하기 위하여 일축압축강도시험, 어독성시험, 삼축투수시험을 실시하였다. SGR(Space Grouting Roket)과 NDS의 경우 재령 28일의 공시체를 기준으로 주입률 50%까지는 강도 및 차수성 증대가 현저하다가 50% 이상에서는 증대량이 미미한 바, 적정 주입률을 50%로 결정하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권9호
• /
• pp.125-131
• /
• 2004

본 연구에서는 준설토와 시멘트, 기포를 이용하여 제작한 경량기포혼합토에 대한 일련의 일축압축시험으로 경량기포혼합토의 역학적 거동에 미치는 준설토의 초기 함수비 및 시멘트 함유율의 영향을 정량적으로 조사하였다 또한, 기존의 연구결과(윤과 김, 2004)와의 비교검토를 통해 광양항 중마지역의 준설토를 채취하여 지역에 따른 경량기포 혼합토의 역학적 특성의 차이를 분석하였다. 일축압축시험결과 경량기포 혼합토의 변형계수$(E_{50})$는 시멘트 함유량이 증가하면서 그 크기도 증가하나 준설토의 초기함수비가 클수록 작게 나타났다. 또한, 경량혼합토의 구성요소인 준설토의 초기 함수비, 시멘트 함유량, 기포 함유량을 고려한 정규화계수로 표현되는 일축압축강도의 적절한 회귀식을 제시하였다. 본 연구의 결과, 경량기포혼합토의 역학적 특성은 준설토의 채취지역에 따라 다르므로 설계반영을 위해서는 적절히 실내실험을 통하여 검토해야 할 필요성이 있음을 확인하였다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제37권1호
• /
• pp.14-23
• /
• 2019

암석이나 콘크리트와 같은 취성재료의 경우에는 역학적 강도의 하중속도 의존성을 보임에 따라 발파 및 충격해석에 있어 이를 반영코자 하는 노력이 증가하고 있다. 이와 같은 암석의 동적강도의 경우에는 순간적으로 높은 하중이 작용하는 동적하중의 가압특성에 따라 시험편 내의 응력평형상태를 고려한 평가가 수행되어야함이 제안된 바 있다. 본 연구에서는 스플릿 홉킨슨 압력봉 장비를 이용한 포천 화강암의 동적일축압축강도 실험을 통해 응력평형조건의 충족 유무에 따른 암석의 동적파괴과정 및 역학적 강도특성에 대해 고찰하였다. 연구결과 적절한 응력평형상태가 이루어지진 않은 상태에서 평가된 암석의 동적일축압축강도는 상대적으로 과소평가되는 것으로 나타났으며, 이는 하중의 가압면에서 발생하는 조기파괴에 따른 에너지 파괴에너지 손실 및 변형률속도 과대평가에 의한 것으로 판단되었다. 결론적으로 합리적인 동적강도 평가를 위해서는 암석의 변형거동특성에 대한 분석 및 파괴패턴에 대한 검토를 통한 응력평형조건의 세밀한 검증이 수반되어야 할 것으로 판단하였다.