• Geomechanics and Engineering
• /
• 제37권4호
• /
• pp.383-393
• /
• 2024

Monopile foundations of offshore wind turbines embedded in soft clay are subjected to the long-term cyclic lateral loads induced by winds, currents, and waves, the vibration of monopile leads to the accumulation of pore pressure and cyclic strains in the soil in its vicinity, which poses a threat to the safety operation of monopile. The researchers mainly focused on the hysteretic stress-strain relationship of soft clay and kinds of stiffness degradation models have been adopted, which may consume considerable computing resources and is not applicable for the long-term bearing performance analysis of monopile. In this study, a modified cyclic stiffness degradation model considering the effect of plastic strain and pore pressure change has been proposed and validated by comparing with the triaxial test results. Subsequently, the effects of cyclic load ratio, pile aspect ratio, number of load cycles, and length to embedded depth ratio on the accumulated rotation angle and pore pressure are presented. The results indicate the number of load cycles can significantly affect the accumulated rotation angle of monopile, whereas the accumulated pore pressure distribution along the pile merely changes with pile diameter, embedded length, and the number of load cycles, the stiffness of monopile can be significantly weakened by decreasing the embedded depth ratio L/H of monopile. The stiffness degradation of soil is more significant in the passive earth pressure zone, in which soil liquefaction is likely to occur. Furthermore, the suitability of the "accumulated rotation angle" and "accumulated pore pressure" design criteria for determining the required cyclic load ratio are discussed.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.431-438
• /
• 1998

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.235-244
• /
• 2001

액상화는 비배수조건에서 흙 강도의 갑작스러운 감소에 기인한다. 이러한 흙 강도의 손실은 과잉간극수압의 발현과 관련된다. 본 연구에서는 최대 및 최소간극비에 영향을 미치는 세립분 함유량이 조사되었다. 또한 포화된 실트질 모래에 대한 정적 및 동적 삼축시험의 결과를 제시하였다. 이들 시험은 액상화강도와 정적 및 동적 거동 특성을 평가하기 위해 수행되었다. 시료는 새만금 유역에서 채취되었으며 공기건조되었다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 최대 및 최소간극비선은 유사한 경향으로 나타났다. 2) 최대 및 최소간극비는 20~30%의 세립분 함유량에서 얻어졌다. 3) 구속압력과 과압밀비가 증가할수록 액상화에 대한 저항은 증가하였다. 4) 불안정마찰각은 초기상대밀도의 증가와 함께 커졌다. 5) 유효응력비가 증가함에 따라 액상화에 대한 저항은 감소하였다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제2권1호
• /
• pp.55-66
• /
• 1986

유효구속추력, 초기전단응력, 응력비 및 반복회수등의 영향을 고려하면서 비배수조건하에 있는 연약점토시료의 동력학적 전단탄성계수 및 감쇠비의 변화특성을 파악하기 위하여 일련의 삼축롱륜시험을 수행하였다. 그 결과, 초기전단응력 및 구속압력이 동력학적 토성치에 미치는 영향은 크지 않았지만, 축방향 변형의 증가에 따라 전단탄성계수는 감소하고 감쇠하는 증가하는 영향을 나타낸다. 또한, 전단탄성 계수는 Marcuson et al(3)과 Kokusho et al.(4)에 의해 제안된 경험식으로 얻어진 범위내에 분포되었고, 감쇠비는 Kokusho et al.(4)과 Ishihara et al.(9)에 의해 얻어진 범위에 분포됨을 보이고 있다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제4권2호
• /
• pp.19-27
• /
• 2004

본 연구는 정적은 물론 동적 거동에 관한 연구가 거의 없는 포항지역의 이암풍화토에 대하여 저변형률하에서의 동적 거동 파악을 위하여 수행되었다. 동적 거동에 영향을 미치는 요소들로는 간극비, 포화도 그리고 구속압 등 3가지의 변수를 설정하였다. 그 중 간극비와 포화도를 달리하여 공시체를 제작하고 구속압을 단계적으로 증가시켜가며 저변형률하에서의 전단탄성계수와 감쇠비의 거동을 고찰하였다. 이러한 저변형률하에서의 시험을 실시하기 위해 공진주 시험장치를 사용하였으며, 시험에서 얻어진 결과값들을 이용하여 이암풍화토의 동적 거동을 분석하였다. 연구결과에 의하면 저변형률하에서 이암풍화토의 최적포화도가 $32{\sim}37%$ 나타났다. 이는 주광물의 비율과 형상뿐만 아니라 세립분의 함유량 차이로 인하여 화강풍화토보다 크게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.433-442
• /
• 2003

본 연구에서는 단조하중, 반복하중, 비례하중, 비례하지 않는 하중을 받는 콘크리트 구조물의 3차원 유한요소해석을 위한 비선형 아소성 콘크리트 모델을 개발하였다. 이 구성모델은 등가일축변형률 개념을 기초로 하여 3차원 구성관계를 세 개의 서로 독립된 등가일축 구성관계로 바꾸고 이들 통하여 콘크리트의 거동을 예측하도록 모델되었다. 일축 구성관계는 Willam-Warnke의 파괴면을 이용하여 주응력공간에서 구해진 최대 압축응력으로부터 결정되었다. 특히 중수압축을 따라 재하되는 하중에 대한 콘크리트의 비선형 특성을 예측하기 위하여 파괴면에 캡면을 도입하였다. 일축 구성관계는 Popovis와 Saenz의 모델을 근거로 하여 구속응력이 증가함에 따라 취성에서 연성으로 변화하는 현상을 묘사할 수 있도록 새롭게 유도하였다. 개발된 모델을 모델의 성능을 평가하기 위하여 여러 실험결과와의 비교를 시도하였다. 먼저 일정한 구속응력과 단조하중을 받는 실험결과와 비교하였고, 이축압축실험과 비례하지 않는 하중과 반복하중을 받는 삼축압축 실험결과와 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권12호
• /
• pp.107-116
• /
• 2021

본 연구에서는 2017년 포항지진 시 액상화 현상이 목격된 포항시 송림공원에서 불교란 시료를 채취하여 액상화 실내실험을 수행하였다. 채취한 불교란시료는 현장에서 동결시킴으로써 이동 및 보관, 그리고 실내실험 시 발생할 수 있는 교란을 최소화 하는 방법을 적용하였다. 동결 보관한 불교란시료를 활용하여 반복삼축압축실험을 통해 액상화저항강도를 산출하였다. 그 결과 심도 8.0~8.8m 및 11.0~11.8m에서 채취한 시료는 유사한 액상화 저항강도를 나타냈으며, 간편법을 통해 산출한 액상화저항강도와 비교하여 0.04~0.07가량 큰 값을 나타냈다. 이는 연대효과 및 간편법의 경우 안전측 설계를 위하여 하한선을 채택하고 있기 때문으로 판단된다. 이를 통해 불교란 시료를 활용할 경우 경제적설계에 기여할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권3호
• /
• pp.35-51
• /
• 2008

본 논문에서는 액상화 해석에 관한 DSC 모델을 실험 및 해석적 관점에서 그 적용성을 평가하였다. 포화 사질토의 동적거동을 보다 정확히 예측하기 위해 DSC 모델을 유효응력 경로와 과잉간극수압 발현에 기초하여 수정하였다. 액상화에 대한 동적거동 및 DSC 모델에 대한 매개변수 산정을 위해 정적배수삼축시험과 반복 비배수삼축시험을 상대밀도와 구속응력에 따라 수행하였다. 유효응력 경로와 과잉간극수압의 항으로 액상화 상태를 분류하고 수정된 DSC 모델을 적용시켜 액상화 해석을 수행하였다. 제안된 방법을 토대로 DSC 모델과 제안된 DSC 모델에 대한 액상화 해석을 상대밀도와 구속응력에 따라 비교하였다. 비교 결과 수정 모델은 액상화 시작점 및 동적 거동을 보다 정밀하게 평가하였고, 입력변수의 수가 감소하고 산정방법이 간편해졌다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제7권5호
• /
• pp.569-587
• /
• 2014

Triaxial compression creep tests were performed on salt rock samples using cyclic confining pressure with a static axial pressure. The test results show that, up to a certain time, changes in the confining pressure have little influence on creep properties of salt rock, and the axial creep curve is smooth. After this point, the axial creep curve clearly fluctuates with the confining pressure, and is approximately a straight line both when the confining pressure decreases and when it increases within one cycle period. The slope of these lines differs: it is greater when the confining pressure decreases than when it increases. In accordance with rheology model theory, axial creep equations were deduced for Maxwell and Kelvin models under cyclic loading. These were combined to establish an axial creep equation for the Burgers model. We supposed that damage evolution follows an exponential law during creep process and replaced the apparent stress in creep equation for the Burgers model with the effective stress, the axial creep damage equation for the Burgers model was obtained. The model suitability was verified using creep test results for salt rock. The fitting curves are in excellent agreement with the test curves, so the proposed model can well reflect the creep behavior of salt rock under low-frequency cyclic loading. In particular, it reflects the fluctuations in creep deformation and creep rate as the confining pressure increasing and decreasing under different cycle periods.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제25권4호
• /
• pp.249-267
• /
• 2023

Various methods for determining the damping ratio have been proposed by scholars both domestically and abroad. However, no comparative analysis of different determination methods has been seen yet. In this study, typical sand (Fujian standard sand) and cohesive soils were selected as experimental objects, and undrained strain-controlled dynamic triaxial tests were conducted. The differences between existing damping ratio determination methods were theoretically compared and analyzed. The results showed that the hysteresis curve of cohesive soils had better symmetry and more closely conformed to the definition of equivalent linear viscoelasticity. For non-cohesive soils, the differences in damping ratio determined by six methods were significant. The differences decreased with increasing confining pressure and relative density, but increased gradually with increasing shear strain, especially at high shear strains, where the maximum relative error reached 200%. For cohesive soils, the differences in damping ratio determined by six methods were relatively small, with a maximum relative error of about 50%. Moreover, they were less affected by effective confining pressure and had the same changing trend under different effective confining pressures. The damping ratio determination method has a large effect on the seismic response of soils distributed by non-cohesive soils, with a maximum relative error of about 15% for the PGA and up to about 30% for the Sa. However, for soil layers distributed by cohesive soils, the damping ratio determination method has less influence on the seismic response. Therefore, it is necessary to adopt a unified damping ratio determination method for non-cohesive soils, which can effectively avoid artificial errors caused by different determination methods.