• Geomechanics and Engineering
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• 제32권4호
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• pp.397-409
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• 2023

This study examines two traditional approaches (non-linear elastic and elasto-plastic) in association with 2D and 3D FEM analyses of a box-section pile embedded in sand. A particular emphasis is placed on stress singularities concerning both reentrant corners of the pile section and the resulting tension zones. From the experience gained in this study, non-linear elastic soil models are less restrictive when one considers stress singularities and their possible effects on convergence of the solution. At least for monotonic loading, when compared with field tests, non-linear elastic models yield better results than the plasticity ones. On the other hand, although elasto-plastic models are not limited to monotonic loading, they are much more sensitive to stress singularities. For this reason, a spherical elastic region is necessary at the pile tip to ensure convergence. Without this region, one must artificially impose an apparent cohesion to limit the tension stresses within a sand medium.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제5권4호
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• pp.19-30
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• 2002

The stability of slope using root-pile like to the reinforcements is affected by the interaction behavior mechanism of soil-reinforcements. Through the studying on the interaction in joint of its, therefore, the control roles can be find out in installed slope. In study, the stress level ratio based on the insert angle of installed reinforcements in soil used to numerical analysis, which was results from the duty direct shear test in Lab. The maximum shear strain variation on the reinforcements was observed at insert angle, which was approximately similar to the calculated angle based on the equation proposed by the Jewell. The elasto-plastic joint model on the contact area of soil-reinforcements was presumed, the reinforced soil assumed non-linear elastic model and the reinforcements supposed elastic model, respectively. The finite element analysis of assumed models was performed. The shear strain variation of non-reinforced state obtained by the FEM analysis including elasto-plastic joint elements were shown the rationality of general limit equilibrium analysis for the slope failure mode on driving zone and resistance zone, which based on the stress level step according to failure ratio. Through the variation of shear strain for the variation of inserting angle of reinforcements, the different mechanism on the bending and the shear resistance of reinforcements was shown fair possibility.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1199-1203
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• 2008

It has been recognized that unsaturated soil behavior plays an importantrole in geomechanics. In the last decade several constitutive models have been proposed and used in the analysis. Many of them, however, are constructed in the frame work of rate independent model such as elasto-plastic one. Although rate dependency is an important characteristics of soil for both saturated and unsaturated soils, very few models have been developed taking account of rate dependency. In the present paper, we have developed an elasto-viscoplastic model considering an effect of suction based on the overstress-type viscoplasticity with soil structure degradation. In the model, we have adopted an averaged pore pressure composed of pore water pressure and air pressure to determine the effective stress.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.351-356
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• 1999

An elasto-plastic constitutive model was Proposed, in which the behavior at small-to-large strain level can be modeled. From a mathematical approach it was proved that the model includes the previous successful models. The experimental results of a series of resonant column tests, torsional shear tests and triaxial tests were verified and as a result the proposed model could predict small-to-large strain behavior more consistently and accurately than the hyperbolic model and the Ramberg-Osgood model for a weathered granitic soil.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.199-208
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• 1993

소성지수 등을 이용한 경험식 및 역해석기법을 이용하여 구한 각종 토질정수를 사용하여 탄성해석, 탄소성해석(Cam-clay model) 및 탄점소성해석(Sekuguchi-Ohta model)을 실시하고, 그 결과를 압밀실험 결과와 비교하여, 토질정수의 간접적 산정법 및 구성모델의 적합성에 대하여 고찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 압밀실험결과에 가장 근접한 해석방법은 역해석결과를 이용한 탄성해석과 역해석에서 구한 투수계수를 이용한 탄소성해석이었으며, 압밀실험에서 구한 투수계수를 이용한 탄소성해석 및 탄점소성해석은 상재하중 $10t/m^2$ 이하에서는 압밀실험결과와 유사한 결과를 나타내었고, 역해석에서 구한 투수계수를 이용한 탄점소성해석이 가장 큰 차이를 나타내었다. 탄점소성해석결과와 압밀실험결과의 차이가 가장 큰 이유는 소성지수가 매우 작은 시료에는 탄점소성모델의 적용이 적합하지 않기 때문인 것으로 판단된다.

• Coupled systems mechanics
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• 제7권1호
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• pp.27-42
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• 2018

Behavior of soil is usually described with continuum type of failure models such as Mohr-Coulomb or Drucker-Prager model. The main advantage of these models is in a relatively simple and efficient way of predicting the main tendencies and overall behavior of soil in failure analysis of interest for engineering practice. However, the main shortcoming of these models is that they are not able to capture post-peak behavior of soil nor the corresponding failure modes under extreme loading. In this paper we will significantly improve on this state-of-the-art. In particular, we propose the use of a discrete beam lattice model to provide a sharp prediction of inelastic response and failure mechanisms in coupled soil-foundation systems. In the discrete beam lattice model used in this paper, soil is meshed with one-dimensional Timoshenko beam finite elements with embedded strong discontinuities in axial and transverse direction capable of representing crack propagation in mode I and mode II. Mode I relates to crack opening, and mode II relates to crack sliding. To take into account material heterogeneities, we determine fracture limits for each Timoshenko beam with Gaussian random distribution. We compare the results obtained using the discrete beam lattice model against those obtained using the modified three-surface elasto-plastic cap model.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.15-23
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• 2001

탄소성 캡 모델의 중요한 장점은 여러 가지 다공체의 전체적인 축차 및 체적의 비선형 상호거동을 동시에 다룰 수 있음에 있다. 그러나 대부분의 캡 모델이 가진 문제점중의 하나는 세 개의 독립적인 항복면이 불연속으로 연결되어 있음으로부터 기인된다. 본 연구에서는 이러한 항복면 사이의 연결점에서의 탄소성 접선 계수는 특이점이 되고 수치해석상 잠재적인 어려움을 내재하고 있음을 나타내고 이러한 문제의 해결방안의 하나로 세 개의 항복면이 연속적으로 만나는 새로운 탄소성 캡 모델을 제시하였다. 본 논문에서는 모델의 증분형태의 구성식 및 새로운 응력을 구하기 위한 활동 항복면의 결정을 판단하는 알고리즘이 제시되었다. 동반 논문에서는 내재적인 응력적분 및 일관적인 접선계수를 유도하였고 예제계산들을 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.25-32
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• 2001

보편적인 탄소성 캡 모델은 전통적인 등방 이론에 기초를 두고 있다. 이러한 모델의 응력적분 및 접선 계수의 유도는 여러 가지 논문들에 나타나 있지만 축차 및 체적 거동을 동시에 다루는 내제적인 해석법을 통한 지반해석은 아직까지는 많은 도전이 요구되고 있다. 앞선 동반 논문에서는 비연속적으로 연결된 항복면 사이의 접선 계수는 특이점이 됨을 나타내었고 이에 대하여 새로운 캡 모델의 구성식이 제시되었다. 본 논문에서는 제시된 캡 모델의 비 조건적이고 안정된 내재적 응력적분 및 일관된 탄소성 접선계수를 유도하였다. 또한 간단한 예제를 통하여 모델의 수행능력을 보여주었고 사면안정계산이 수행되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.65-73
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• 2000

본 연구에서는 미소변형률에서 대변형률까지의 거동을 모델할 수 있는 탄소성 구성모델을 개발하였다. 제안된 구성모델은 일반 등방경화규칙에 근거한 비등방 경화규칙과 전응력 개념을 토대로 개발하였다. 그리고 제안된 구성관계가 기존의 대표적 구성모델을 포함하고 있음을 수학적으로 입증하였다. 국내 화강풍화토에 대한 공진주시험, 비틂전단시험, 삼축시험 등 일련의 실내시험 결과를 이용하여 검증한 결과, 쌍곡선 모델 및 Ramberg-Osgood모델과 비교하여 제안된 모델은 미소변형률에서 대변형률까지의 거동을 더욱 일관되고 정확하게 모델할 수 있다. 또한 비틂전단시험 결과와의 비교에서는, 미소변형률 조건에서 나타나는 비선형성을 적합하게 예측할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.125-130
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• 2004

본 논문에서는 수치적 구성방정식인 연속 탄소성 캡 모델의 정수추정에 관한 방법이 제시되었다. 캡 모델을 이용하여 실제 토질의 거동을 예측하기 위하여서는 캡 모델을 이루는 토질의 물성과 직접적으로 연관된 여덟개의 정수가 결정되어야 한다. 이를 위하여 첫 번째로, Ottawa 모래를 사용하여 표준압밀시험기를 이용한 일축압축시험 및 배수삼축압측 시험이 토질거동의 실제기준값으로서 수행되었고, 두 번째로 탄소성 캡 수치해석모델의 반응을 실내실험값에 일치시키기 위하여 추정된 정수들을 사용한 수치실험이 수행되었다. 두 실험 간의 오차를 최소화하기 위하여 최적화 기법이 사용되었으며, 최적화 후 결정된 8개의 정수는 실내실험결과와 비교되었다. 특히, 수치적 삼축압축시험시 응력계산에 따른 수평변위 측정에 특별한 주의가 필요하다.