• 제목/요약/키워드: cyclic triaxial

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국내 지진 모의시험에 이용되는 규사의 액상화 저항특성에 관한 실험적 분석 (Experimental Analysis of Liquefaction Resistance Characteristics of Silica Sand Used in Earthquake Simulation Tests)

  • 최재순;진윤홍;백우현
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.5-13
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    • 2022
  • 본 연구에서는 국내 지진모의시험 수행 시 모래지반의 모사를 위해 국내에서 널리 이용되는 지반재료인 인공규사를 대상으로 상대밀도 차이에 따른 진동삼축시험을 수행하여 인공규사의 동적특성 및 액상화 저항특성을 실험적으로 분석하였다. 상대밀도 조건을 40%, 60%, 80%로 달리한 시험결과를 통해 상대밀도에 따른 액상화 저항특성을 확인하였으며, 액상화 진동저항응력비(Cyclic resistance stress ratio, CRR) 산정 곡선을 도시하였다. 또한, 액상화 진동저항응력비(CRR) 산정곡선의 타당성을 검토하기 위해 실내진동삼축시험에 사용된 규사로 이루어진 인공지반을 조성한 후, 간편예측법과 상세예측법을 통한 액상화 평가를 수행하여 각각의 안전율을 비교·검토하였다. 최종적으로, 상대밀도를 달리한 실험을 통해 인공규사의 동적물성을 파악하여 결과를 도출하였으며, 이 결과를 물성치로 적용한 상대밀도 40% 간편예측법은 안전율이 1로 안전한 지반으로 도출된 반면 상세예측법은 0.05작은 값으로 결과가 도출되었다.

새만금지역에서 GIS를 이용한 광역액상화 판정 (Liquefaction Judgement on Saemangeum with GIS)

  • 송병웅;김건호;유진호;김홍택
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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    • pp.49-59
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    • 2010
  • Earthquake-induced liquefaction on saturated loose sand is well known in the world. Since Saemangeum Dike Project has a plan to be reclaimed with dredged sand on wide river, possibility of liquefaction should be checked. Section Dongjin5 was selected to evaluate possibility of liquefaction. Estimating method follows as 1) determination of PL value with SPT results, passing curve, and soil properties, 2) prediction for maximum earthquake acceleration, 3) calculation for FL value on depth with Korean specification for highway bridges, 4) visualization for possibility of liquefaction on all of project area with GIS 5) comparison with Japanese specification for highway bridges, Youd and Idriss method, and Andrus and Stokoe II method for verification, 6) ascertainment for the potential liquefaction with cyclic triaxial test. 7) establishing for countermeasure if needed. From the results, even though most of area covered with sand, no potential liquefaction exists except some areas. Those need to soil improvement with grout or attaching measurement on substructure.

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새만금 지역의 액상화 평가 및 향후 구조물 기초 설계시 액상화 영향의 고려방안 (I) (Liquifaction Evaluation of Saemangeum Area and the Considerations of Liquifaction Effect to the Foundations of Structures in Near Future (I))

  • 김유성;고형우
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.91-100
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    • 2011
  • 본 연구에서는 국내의 대표적인 매립지인 새만금 방조제 지역을 대상으로 액상화 평가방법에 따른 액상화 발생 가능성을 예측하였다. 액상화 평가방법에 따라 장 단주기 실제 지진기록을 이용해 지진응답해석과 반복삼축압축시험에 의한 액상화 평가를 수행하였다. 평가 결과 대상지역의 준설매립토의 입도분포 곡선은 액상화 가능성이 매우 높은 범위에 해당하고 있고, 검토대상 지역의 깊이 10m 이내에 기초 또는 지중구조물이 구축될 경우 액상화에 따른 피해가 예상되고 있어, 향후 기초 또는 구조물 설치 위치에 따른 세밀한 검토가 필요한 것으로 판단된다.

화강풍화토의 동결-융해 후의 동적 거동 (Dynamic Behavior of Weathered Granite Soils after Freezing-thawing)

  • 윤여원;김세은;강병희;강대성
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.69-78
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    • 2003
  • 화강풍화토의 동결-융해 전후의 동적 거동을 구명하기 위하여 반복삼축압축시험을 수행하였다. 화강풍화토의 실트 함유량 20%이내에서 동결-융해를 받지 않은 공시체와 동결-융해를 받은 공시체를 구속압력을 변화시켜 동적 물성치인 전단탄성계수와 감쇠비의 변화 특성을 고찰하였다. 또한 점성토의 함유량을 각각 다르게 하여 소성지수의 변화에 따른 동결-응해 후의 동적 거동의 변화를 고찰하였다. 연구결과, 화강풍화토의 실트함유량이 증가할수록 전단탄성계수는 감소하였다. 그러나 동일한 밀도, 구속압력의 조건에서 동결-융해를 받은 화강풍화토의 전단탄성계수는 실트함유량에 관계없이 전단탄성계수에 큰 차이가 없었다. 점토를 함유한 소성지수 20이내의 화강풍화토의 전단탄성계수는 소성지수가 클수록 증가하였으며 동결-융해를 받게되면 전단탄성계수의 감소가 뚜렷하게 나타났다.

에너지 개념에 기초한 액상화 평가방법에 관한 연구 (Evaluation of Liquefiable Soils by Energy Concept)

  • 김수일;유정선;박근보;박성용
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.590-599
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    • 2006
  • In this study, Liquefaction characteristics of saturated sand under various dynamic loadings such as sinusoidal loading, increasing wedge loading, and real earthquake loading were investigated focusing on the dissipated energy. From the results of cyclic triaxial test, liquefaction resistance strength was calculated by the concept of energy according to the type of input loading. Liquefaction resistance strength was expressed in accumulated dissipated energy calculated from stress-strain curve(hysteresis loop). The dissipated energy according to loading type was compared and the energy-based evaluation was proposed. The procedures are presented in terms of normalized energy demand(NED), normalized energy capacity(NEC), and factor of safely, where NED is the load imparted to the soil by the loading(both amplitude and duration), NEC is the demand required to induce liquefaction, and factor of safely is defined as the ratio of NEC and NED.

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실트를 포함하는 모래질 흙의 액상화강도에 관한 연구 (A Study on the Liquefaction Strength of Silt Containing Sands)

  • 황대진
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.243-252
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    • 1993
  • 본 연구에서는 실트를 포함하는 모래의 액상화강도 및 전단특성을 검토하기 위하여 비배수상태에서 동적 단순전단시험 및 동적 삼축압축시험을 행했다. 그 결과 실트를 포함하는 모래의 액상화강도는 일정한 상대밀도의 조건에서는 실트 함유율 30%정도에서 가장 약한 것으로 판명되었다. 그 원인은 실트 함유량에 따른 DILATANCY 특성의 차에 있는 것으로 판단되며 실트를 포함하는 모래의 DILATANCY 특성을 조사하기 위해 정적 배수 및 비배수 전단시험을 행하였다. 그 결과 액상화강도 특성은 배수 및 비배수 전단특성과 밀접한 상관관계를 나타냈으며, 응력-DILATANCY 관계의 기울기인 ${\lambda}$치와 액상화 강도 사이에 는 깊은 관련성이 있음이 판명되었다.

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불포화 이암풍화토의 동적거동 (Dynamic Behavior of Unsaturated Decomposed Mudstone Soil)

  • 배중선;이주상;김주철;이종규
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.541-548
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    • 2001
  • The interest in the dynamic properties of soils has increased strongly because of earthquake, heavy traffic, and foundations undergo high amplitude of vibrations. Most of soils in Korean peninsula are composed of granite soils, especially the decomposed mudstone soils are widely spread in Pohang areas, Kyong-buk province. Therefore, it Is very important to investigate the dynamic properties of these types of soils. The most important soil parameters under dynamic loadings are shear modulus and material dampings. Furthermore, few definitive data exist that can evaluate the behavior of unsaturated decomposed mudstone soils under dynamic loading conditions. The investigations described in this paper is designed to identify the shear modulus and damping ratio due to a surface tension for the unsaturated decomposed mudstone soils ulder low and high strain amplitude, For this purpose, the resonant column test and the cyclic triaxial test were performed. Test results and data have shown that the optimum degree of saturation under low and strain amplitude is 32 ∼ 37% which is higher than that of decomposed granite due to the amount of fine particles as well as the type and proportion of chief rock-forming minerals.

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Plastic deformation characteristics of disintegrated carbonaceous mudstone under dynamic loading

  • Qiu, Xiang;Yin, Yixiang;Jiang, Huangbin;Fu, Sini;Li, Jinhong
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제31권1호
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    • pp.87-97
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    • 2022
  • The excessive settlement and deformation of disintegrated carbonaceous mudstone (DCM) embankments under dynamic loading have long been problems for engineers and technicians. In this work, the characteristics and mechanism of the plastic deformation of DCM under different degrees of compaction, water contents and confining pressures were studied by static triaxial, dynamic triaxial and scanning electron microscopy testing. The research results show that the axial stress increases with increasing confining pressure and degree of compaction and decreases with increasing water content when DCM failure. The axial strain at failure of the DCM decreases with increasing confining pressure and degree of compaction and increases with increasing water content. Under cyclic dynamic stress, the change in the axial stress level of the DCM can be divided into four stages: the stable stage, transition stage, safety reserve stage and unstable stage, respectively. The effects of compaction, water content and confining pressure on the critical axial stress level which means shakedown of the DCM are similar. However, an increase in confining pressure reduces the effects of compaction and water content on the critical axial stress level. The main deformation of DCM is fatigue cracking. Based on the allowable critical axial stress, a method for embankment deformation control was proposed. This method can determine the degree of compaction and fill range of the embankment fill material according to the equilibrium moisture content of the DCM embankment.

Disturbed State Modeling for Fully Saturated Sand under Dynamic Load

  • Park, Inn-Joon;Kim, Soo-Il
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제14권3호
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    • pp.47-62
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    • 1998
  • 본 연구에서 제안한 교란상태 개념 (disturbed state concept, DSC)은 변형중인 재료는 상대적으로 손상되지 않은 상태(relative intact state: Rl)와 완전히 파괴된 상태(fully adjusted state. FA)가 혼합되어 있다는 기본가정에 기초를 두고 있다. 여기에서 사용된 두 가지 상태, 즉 Rl상태와 FA상태는 재료의 파괴정도를 정의하는 기준이 된다. 이와 같은 개념을 바탕으로 DSC는 반복 하중하에 있는 포화사질토의 거동특성에 대한'통합된 구성방정식을 제공한다. 포화사질토에 대한 본 모델의 계수들은 실삼축시첩(truly triaxial test)의 결과를 통해 산정된다. 또한 실내실험을 통하여 얻은 결과를 이용하여 본 모델에 대한 검증을 수행하였다. DSC모델을 이용한 역해석 해석대상 시험결과는 전반적으로 일치되는 경향을 보이고있다. 본 연구의 결과를 토대로, DSC 모델은 동하중하의 구화 사질토의 거동특성을 규명할 수 있다고 사료된다.

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Discrete element numerical simulation of dynamic strength characteristics of expanded polystyrene particles in lightweight soil

  • Wei Zhou;Tian-shun Hou;Yan Yang;Yu-xin Niu;Ya-sheng Luo;Cheng Yang
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제34권5호
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    • pp.577-595
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    • 2023
  • A dynamic triaxial discrete element numerical model of lightweight soil was established using the discrete element method to study the microscopic mechanism of expanded polystyrene (EPS) particles in the soil under cyclic loading. The microscopic parameters of the discrete element model of the lightweight soil were calibrated depending on the dynamic triaxial test hysteresis curves. Based on the calibration results, the effects of the EPS particles volume ratio and amplitude on the contact force, displacement field, and velocity field of the lightweight soil under different accumulated strains were studied. The results showed that the hysteresis curves of lightweight soil exhibit nonlinearity, hysteresis, and strain accumulation. The strain accumulated in remolded soil is mainly tensile strain, and that in lightweight soil is mainly compressive strain. As the volume ratio of EPS particles increased, the contact force first increased and then decreased, and the displacement and velocity of the particles increased accordingly. With an increase in amplitude, the dynamic stress of the particle system increased, and the accumulation rate of the dynamic strain of the samples also increased. At 5% compressive strain, the contact force of the particles changed significantly and the number of particles deflected in the direction of velocity also increased considerably. These results indicated that the cemented structure of the lightweight soil began to fail at a compressive strain of 5%. Thus, a compressive strain of 5% is more reasonable than the dynamic strength failure standard of lightweight soil.