• 제목/요약/키워드: elastic shear modulus

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화강암 암반의 암질에 따른 동탄성 특성치에 관한 연구(경기, 경남지역 중심으로) (A Study on the Characteristics of Dynamic Elastic Modulus in Granite)

  • 이벽규;이수곤;임백만
    • 터널과지하공간
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    • 제18권5호
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    • pp.386-392
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    • 2008
  • 최근 국내에서도 일정 규모이상의 구조물과 건축물에 대한 내진설계가 필수적으로 되어 가고 있지만, 연구자료의 부족으로 외국문헌에서 인용 또는 참고하고 있어 실제 측정한 자료와 비교하는 것이 일반적이다. 그러나 외국문헌의 값은 우리나라의 지질특성과는 상당한 차이를 보이기 때문에 우리나라 화강암지대의 암질별 탄성파속도($V_p,\;V_s$)의 특성 및 동적특성치($E_d,\;G_d\;K_d$)와의 상관관계를 규명하여 국내 지질특성에 적합한 동적특성치의 특성을 제시하고자 한다.

직접전단시험에 의한 다양한 시료의 전단강도 특성 (Characteristics of Shear Strength Parameters of Various Soils by Direct Shear Test)

  • 박춘식;정정근
    • 터널과지하공간
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    • 제28권6호
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    • pp.584-595
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    • 2018
  • 흙의 전단강도의 적절한 기준을 제시하기 위해 모래질, 점토질, 자갈질의 약 290 여개의 재료에 대하여 직접전단시험을 수행하였다. 흙의 대분류에 의한 모래질 흙의 전단강도는 모래 함유율이 많은 흙일수록 내부마찰각은 증가하는 경향이 뚜렷하게 나타났으며, 그 범위는 $23.5^{\circ}{\sim}34.9^{\circ}$에 분포하고 있는 것으로 나타났고, 점착력은 2.0 kPa~15.7 kPa 사이에서 골고루 분포하는 것으로 나타났다. 탄성계수는 하중단계에 따라 뚜렷하게 구분할 수 있었으며, 수직하중이 증가할수록 약 80%씩 증가하였다. 점토질 흙의 내부마찰각은 $15.0^{\circ}{\sim}28.6^{\circ}$의 범위에서 점토성분 함유율이 많아질수록 감소하는 경향이 나타났고, 점착력은 일정한 범위로 증가하는 경향이 나타났다. 점토질 흙의 탄성계수는 거의 같은 증가비로 초기탄성계수만 약간 증가하는 경향을 나타내었다. 자갈질 흙의 내부마찰각은 $29.9^{\circ}{\sim}36.7^{\circ}$의 범위로 뚜렷한 특성을 파악할 수 없었다. 세부분류에 따른 SW(입도분포가 좋은 모래), SP(입도분포가 나쁜 모래), SC(점토 섞인 모래), SM(실트 섞인 모래)의 점착력은 실트함유율이 가장 많은 SM 시료에 비해 SC는 약 94%, SW는 약 78%, SP는 약 59% 정도 값을 나타내었다. 또한 내부마찰각은 ML(액성한계가 낮은 실트)과 CL(액성한계가 낮은 점토)이 거의 같은 거동 특성을 나타내었고, MH(액성한계가 높은 실트)는 ML의 약 88% 값을 나타내었다. 점착력에 대한 변화는 거의 비슷한 증가비를 나타내었다.

초음파공명분광법에 의한 Zr-2.5Nb 압력관 재료의 고온 이방성 탄성계수 측정 (Measurement of High Temperature Anisotropic Elastic Constants of Zr-2.5Nb Pressure Tube Materials by Resonant Ultrasound Spectroscopy)

  • 정용무;김성수;김영석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.140-148
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    • 2002
  • 중수로 압력관으로 사용되는 Zr-2.5Nb 재료의 고온 이방성 탄성계수를 고온 초음파공명분광법(RUS)로 측정하였다. 소형 가열로 내에 알루미나 waveguide와 광대역 초음파 센서를 사용하여 초음파에너지를 시편에 가하고 시편의 공명주파수를 측정하였다. 압력관의 축 방향, 반경 방향, 원주 방향에 일치하도록 장방형 시편을 가공하였으며 각 방향에 대한 탄성계수 텐서 9개의 값을 상온${\sim}500^{\circ}C$ 온도 구간에서 측정하였다. 탄생계수 텐서, $c_{ij}$는 모두 온도가 증가함에 따라 점진적으로 감소하며 원주 방향의 탄성계수가 축 방향 및 반경 방향의 탄성계수보다 높았다. 이것은 Young's modulus나 shear modulus의 경우에도 일치하였으며 축 방향과 반경 방향의 경우 큰 차이를 나타내지 않았다. 축 방향 및 반경 방향의 비틀림 탄생계수가 $150^{\circ}C$ 부근에서 서로 교차하였으며 이는 단결정 지르코늄의 $c_{44}$$c_{66}$의 교차 현상과 일치하였다.

불연속 복합체의 재료역학적 접근을 통한 응력해석 (Stress Analysis of a Discontinuous Composite Using Mechanics of Materials Approach)

  • 김홍건;양성모;노홍길
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.63-69
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    • 2003
  • In discontinuous composite mechanics, shear lag theory is one of the most popular model because of its simplicity and accuracy. However, it does not provide sufficiently accurate strengthening predictions in elastic regime then the fiber aspect ratio is small. This is due to its neglect of stress transfer across the fiber ends and the stress concentrations that exist in the matrix regions near the fiber ends. To overcome this shortcoming, a more simplified shear lag model introducing the stress concentration factor which is a function of several variables, such as the modulus ratio, the fiber volume fraction, the fiber aspect ratio, is proposed. It is found that the modulus ratio($E_f$/$E_m$) is the essential variable among them. Thus, the stress concentration factor is expressed as a function of modulus ratio in the derivation. It is found that the proposed model gives a good agreement with finite element results and has the capability to correctly predict the values of interfacial shear stresses and local stress variations in the small fiber aspect ratio regime.

충남 연기군 지역 화강암 시험편의 동적물성 특성에 관한 연구 (Characteristics of Dynamic Properties of Granite Specimen from Chungnam Yeongi Area)

  • 민준현;이승중;최성웅
    • 터널과지하공간
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    • 제21권6호
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    • pp.480-493
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    • 2011
  • 암석의 동적물성은 내진설계의 동적해석에 필요한 물성이다. 본 연구에서는 충남 연기군 지역의 화강암 시험편을 대상으로 양단자유 공진주시험을 실시하여 동적물성인 동탄성계수, 동전단계수, 감쇠비 등의 특성을 분석하고, 역학적 물성과의 상관관계를 분석하였다. 탄성파속도를 기준으로 동적물성을 분석한 결과, 탄성파속도가 빠를수록 동탄성계수와 동전단계수는 선형적으로 증가하는 경향을 보였으며, 감쇠비는 비선형적으로 감소되는 것으로 조사되었다. 논문은 사인형태의 입사파에 대한 장점을 설명하고 또한 동하중에 대한 암석의 크기효과를 설명하고 있다.

고감쇠 면진베어링 고무시편의 유한요소 전단해석 (Finite Element Shear Analysis of 3-bar Lap Rubber Specimen for High Damping Rubber Bearing)

  • 이재한;유봉;박기수
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.419-425
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    • 2001
  • The shear modulus of 3-bar lap rubber shear dynamic test specimen is investigated through incremented shear strain tests. The shear force-strain relation of rubber specimen is also calculated by ABAQUS using hyper-elastic material properties of high damping rubber. The analysis results are compatible with shear dynamic tests of 3-bar lap rubber specimen and 1/8 reduced-scale laminated rubber bearing

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망형 직조 금속을 내부구조체로 가진 ISB 판재의 심재 종탄성 및 전단 계수 예측 (Estimation of Young's and Shear Moduli of a Core in ISB Panel with Woven Metal as Inner Structures)

  • 안동규;남경흠;정창균;양동열
    • 한국정밀공학회지
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    • 제26권11호
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    • pp.116-123
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    • 2009
  • The elastic properties of core affect mechanical properties and deformation behaviours of the lightweight sandwich panel. The objective of the present paper is to estimate experimentally Young's and shear moduli of a core in internally structured boned (ISB) panel with woven metal as inner structures using the deflection theory of sandwich beam considered core stiffness. Three points bending experiments were performed to obtain force-deflection curves of the designed ISB panel in each material direction. The elastic and shear moduli of the core in each material direction were estimated from slopes and intercepts of relationships between compliance per the span length and square of the span length, respectively. The results of the estimation showed that the fabric technology of the woven metal affects the variation of the elastic properties in the core. Through the comparison of shear moduli and force-deflection curves of the proposed method and those without considering the core stiffness, it was shown that the core stiffness should be considered to estimate properly the Young's and shear moduli of ISB panels. Finally, the contribution ratio of bending and shear deflections of ISB panels to the total deflection was quantitatively examined.

공진주 시험을 이용한 섬유보강토의 동적변형특성 (Dynamic Deformation Characteristics of Fiber Reinforced Soils Using Resonant Column Tests)

  • 장병욱;허준;박영곤;차경섭;우철웅
    • 한국농공학회:학술대회논문집
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    • 한국농공학회 2002년도 학술발표회 발표논문집
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    • pp.349-352
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    • 2002
  • In this paper, dynamic properties of fiber reinforced soils were investigated at shearing strains between $10^{-4}%\;and\;10^{-1}%$ using resonant column test. Resonant column test has been widely used as a primary laboratory testing technique in investigating dynamic soil properties expressed in term of shear modulus and material damping. At strains above elastic threshold, the variations of shear modulus(G) and damping ratio(D) were investigated. Based on test results, the small strain shear modulus($G_{max}$) and damping ratio($D_{min}$) were determined and the effects of confinement on $G_{max}$ and $D_{min}$ were characterized.

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점토의 압축성을 고려한 전단탄성계수의 정식화 방법에 대하여 (On the compressibility and elastic shear modulus of clay)

  • 황성춘;오병현;박성진
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2001년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2001
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    • pp.91-97
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    • 2001
  • Case records comprising the results of down-hole seismic surveys collected at nine sites worldwide, together with comparative results of laboratory bender element tests on reconstituted clay samples, were examined in an attempt to quantify the shear modulus of normally consolidated clays at very small strain of the order of 0.001%. The shear modulus G$_{max}$ under the current state of stresses is given in a formula which includes a newly proposed void ratio function. An empirical expression incorporating the new void ratio function is also proposed for practical use in estimating G$_{max}$ profiles with depth in natural soil deposits from routinely available borehole data.ata.

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탄성계수 감소곡선에 근거한 철도노반의 회복탄성계수 모델 개발 및 평가 (Development and Assessment for Resilient Modulus Prediction Model of Railway Trackbeds Based on Modulus Reduction Curve)

  • 박철수;황선근;최찬용;목영진
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.805-814
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    • 2008
  • This study focused on the resilient modulus prediction model, which is the functions of mean effective principal stress and axial strain, for three types of railroad trackbed materials such as crushed stone, weathered soil, and crushed-rock soil mixture. The model is composed with the maximum Young's modulus and nonlinear values for higher strain in parallel with dynamic shear modulus. The maximum values is modeled by model parameters, $A_E$ and the power of mean effective principal stress, $n_E$. The nonlinear portion is represented by modified hyperbolic model, with the model parameters of reference strain, ${\varepsilon}_r$ and curvature coefficient, a. To assess the performance of the prediction models proposed herein, the elastic response of a test trackbed near PyeongTaek, Korea was evaluated using a 3-D nonlinear elastic computer program (GEOTRACK) and compared with measured elastic vertical displacement during the passages of freight and passenger trains. The material types of sub-ballasts are crushed stone and weathered granite soil, respectively. The calculated vertical displacements within the sub-ballasts are within the order of 0.6mm, and agree well with measured values with the reasonable margin. The prediction models are thus concluded to work properly in the preliminary investigation.

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