지표면 침하량, 침하 기울기 그리고 터널주변의 지반 변위에 대한 관리와 예측은 도심지 저토피 터널의 설계와 시공에서 주요한 인자가 된다. 저토피 터널에서의 굴착에 따른 변형 해석은 터널 측벽부에서 지표부까지 발달하는 전단대의 변형특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 2차원 실내 터널 모형실험과 전단 탄성계수 및 강도 정수의 저하를 고려한 변형률 연화모델 해석을 통하여 미고결 저토피 터널에서의 굴착으로 인한 변형 거동 특성을 규명해 보았다. 변형률 연화모델을 이용한 수치해석과 모형 터널 실험과의 비교에서 지표면 침하, 천단침하 그리고 전단대의 발달형태에서 부합되는 결과가 나타났다. 본 연구에서 변형률 연화모델은 저토피 터널의 비선형 변형해석에 대하여 적용성이 있음을 알 수 있었다.
Deformations of single crystals were studied using finite element analysis to investigate the localized modes and the orientation dependence of plastic deformation observed in single crystals. Investigation of mechanical properties of single crystals is closely related with the understanding of deformation processes in single crystals. Localized bands such as shear and kink were studied and the material and geometric characteristics that influence the formation of such localized bands were investigated. Orientation dependence of material behavior in NiAl single crystals was studied by rotating slip directions from 'hard' orientation. The maximum nominal compressed stress in NiAl single crystals was widely ranged depending on the misalignment from 'hard' orientation. As the compression axis was set closer to 'hard' orientation, the maximum nominal compressed stress was rapidly increased and made <100> slips difficult to activate. Therefore, non-<100> slips will be activated instead of <100> slips for 'hard' orientation.
In-situ quasicrystalline icosahedral (I) phase reinforced Ti-based bulk metallic glass (BMG) matrix composites have been successfully fabricated by using two distinct thermal histories for BMG forming alloy. The BMG composite containing micron-scale Iphase has been introduced by controlling cooling rate during solidification, whereas nano-scale I-phase reinforced BMG composite has been produced by partial crystallization of BMG. For mechanical properties, micron-scale I-phase distributed BMG composite exhibited lower strength and plasticity compared to the monolithic BMG. On the other hand, nano-scale icosahedral phase embedded BMG composite showed enhanced strength and plasticity. These improved mechanical properties were attributed to the multiplication of shear bands and blocking of the shear band propagation in terms of isolation and homogeneous distribution of nanosize icosahdral phases in the glassy matrix, followed by stabilizing the mechanical and deformation instabilities.
다른 탄소함량을 갖는 두 Hadfield 강에서 압연에 따른 결정방위조직(Texture)과 마르텐사이트 상변태를 연구하였다(0.65wt.%, 1.35wt.%) 두 Hadfield 강의 적층결함에너지 차이가 매우 적음에도 불구하고 (약 2mJm$^{-2}$ ) 결정방위조직은 차이를 보였다. 0.65wt.% 탄소 강의 경우, 낮은 변형구간에서는 낮은 적층에너지 금속과 비슷한 결정방위조직을 보였으나 높은 변형에서는 {111}, {110}<001>과 같은 이상 결정방위조직이 나타났고, 이것은 입계 또는 일단의 전단띠에(shear bands) 형성된 $\alpha$ 마르텐사이트의 방해에 의한 것으로 생각된다. 이와는 대조적으로 1.35wt.% Hadfield강은 전변형구간에서 낮은 적층결함에너지를 갖는 금속과 비슷한 결정방위조직을 보이고 있다. 이것은 변형중에 유도된 마르텐사이트의 양이 적게 형성되는 사실에 기인하며, 변형에 따른 $\alpha$ 마르텐사이트 변태는 교류자화율과 금속입자 시험으로 알 수 있다.
Khan, Faisal Zaman;Ahmad, Muhammad Ejaz;Ahmad, Naveed
Earthquakes and Structures
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제20권2호
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pp.149-160
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2021
Buildings made using the locally available clay materials are amongst the least expensive forms of construction in many developing countries, and therefore, widely popular in remote areas. It is despite the fact that these low-strength masonry structures are vulnerable to seismic forces. Since transporting imported materials like cement and steel in areas inaccessible by motorable roads is challenging and financially unviable. This paper presents, and experimentally investigates, adobe masonry structures that utilize the abundantly available local clay materials with moderate use of imported materials like cement, aggregates, and steel. Shake-table tests were performed on two 1:3 reduce-scaled adobe masonry models for experimental seismic testing and verification. The model AM1 was confined with vertical lightly reinforced concrete columns provided at all corners and reinforced concrete horizontal bands (i.e., tie beams) provided at sill, lintel, and eave levels. The model AM2 was confined only with the horizontal bands provided at sill, lintel, and eave levels. The models were subjected to sinusoidal base motions for studying the damage evolution and response of the model under dynamic lateral loading. The lateral forcedeformation capacity curves for both models were developed and bi-linearized to compute the seismic response parameters: stiffness, strength, ductility, and response modification factor R. Seismic performance levels, story-drift, base shear coefficient, and the expected structural damages, were defined for both the models. Seismic performance assessment of the selected models was carried out using the lateral seismic force procedure to evaluate their safety in different seismic zones. The use of vertical columns in AM1 has shown a considerable increase in the lateral strength of the model in comparison to AM2. Although an R factor equal to 2.0 is recommended for both the models, AM1 has exhibited better seismic performance in all seismic zones due to its relatively high lateral strength in comparison to AM2.
Haeri, Hadi;Sarfarazi, Vahab;Zhu, Zheming;Lazemi, Hossein Ali
Structural Engineering and Mechanics
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제67권5호
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pp.505-516
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2018
In this paper, the effects of particle size and model scale of concrete has been investigated on the failure mechanism of PFC2D numerical models under uniaxial compressive test. For this purpose, rectangular models with same particle sizes and different model dimensions, i.e., $3mm{\times}6mm$, $6mm{\times}12mm$, $12mm{\times}24mm$, $25mm{\times}50mm$ and $54mm{\times}108mm$, were prepared. Also rectangular models with dimension of $54mm{\times}108mm$ and different particle sizes, i.e., 0.27 mm, 0.47 mm, 0.67 mm, 0.87 mm, 1.07 mm, 1.87 mm and 2.27 mm were simulated using PFC2D and tested under uniaxial compressive test. Concurrent with uniaxial test, direct shear test was performed on the numerical models. Dimension of the models were $75{\times}100mm$. Two narrow bands of particles with dimension of $37.5mm{\times}20mm$ were removed from upper and lower of the model to supply the shear test condition. The particle sizes in the models were 0.47 mm, 0.57 mm, 0.67 mm and 0.77 mm. The result shows that failure pattern was affected by model scale and particle size. The uniaxial compressive strength and shear strength were increased by increasing the model scale and particle size.
본 연구의 목적은 시중에 유통되고 있는 밴드 시멘트들을 종류별로 이용하여 교정용 밴드의 결합강도를 비교하고, 각 시멘트의 파절 양상을 비교하여 교정용 밴드에 대한 사용지침을 마련하는데 도움이 되고자 하였다. 100개의 발거된 인간의 제 3대구치를 이용해 실험군은 총 5개의 군으로 하였으며, 각 군당 시편수가 20개가 되도록 임의적으로 분류하였다. 실험에 사용한 밴드 시멘트는 다음과 같다; Ormco gold, Ultra $Band-Lok^{TM}$, Fuji $Ortho^{TM}$ LC, 3M $Unitek^{TM}$ Multi-Cure Glass Ionomer, $Ketac-Cem^{TM}$. Universal testing machine(Instron Corp., Canton, MA, USA)를 사용하여 최대하중값을 측정하였고, 전단결합강도 값을 계산하였다. 밴드가 탈락한 후, 탈락 부위를 평가하여 법랑질과 시멘트, 시멘트와 밴드 사이로 구분하였다. 밴드의 전단강도는 One-way ANOVA를 이용하여 통계처리 하였으며 Tukey test를 이용하여 검정하였다. 또한 탈락 부위는 Chi-squre analysis를 이용하여 통계 처리하였고, Fisher's exact test로 군간 유의성을 검정하였다. 실험 결과 평균 파절 강도는 Ormco군이 가장 높았고(2.44${\pm}$0.57), Fuji $Ortho^{TM}$군(2.24${\pm}$0.50), $Ketac-Cem^{TM}$군(2.10${\pm}$0.57), 3M $Unitek^{TM}$군(1.82${\pm}$0.43), $Band-Lok^{TM}$군(1.73${\pm}$0.28) 순이었으며, Ormco군은 $Band-Lok^{TM}$군과 3M $Unitek^{TM}$군, Fuji $Ortho^{TM}$군은 $Band-Lok^{TM}$군과만 통계적으로 유의할만한 차이를 보였다(p<0.05). 파절 양상에서 Ormco군과 $Band-Lok^{TM}$군은 서로뿐만 아니라 다른 군과 유의할만한 차이를 보였으며, Fuji $Ortho^{TM}$, 3M $Unitek^{TM}$, $Ketac-Cem^{TM}$ 군 간에는 유의한 차이가 없었다.
지표면 침하량, 지반거동 그리고 터널변위에 대한 평가는 미고결 저토피 도심지터널의 설계에서 주요한 인자가 된다. 이와 같은 터널에서 굴착에 따른 변형 해석은 터널 측벽부에서 지표부까지 발달하는 전단대의 변형특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 소성항복이 시작된 후 최대 전단변형률증분과 함께 전단 탄성계수과 강도 정수의 저하를 고려할 수 있는 비선형 모델방법을 통하여 터널 변형거동에 끼치는 주요 설계인자의 효과에 대해 수치해석적 매개변수를 통해 분석하였다. 수치해석적 매개변수에 있어서 강도정수의 감소와 전단변형률의 증분, 초기지중응력, 점착력 그리고 숏크리트의 두께를 고려하여 수행하였다.
This paper is concerned with modified integration algorithm on the strain-space for rate and temperature dependent elasto-plastic constitutive relations in order to obtain more accurate results in numerical implementation. The proposed algorithm is integrated analytically using integration by part and chain rule and then is applied to the 2-stage Lobatto IIIA with second-order accuracy. It has advantage that is able to consider the convective stress rates on the yield surface of the strain-space. Also this paper is carried out the iteration procedure using the Newton-Raphson method to enforce consistency at the end of the step. And the performance of the proposed algorithm for rate and temperature dependent constitutive relation is illustrated by means of analysis of adiabatic shear bands.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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