• 제목/요약/키워드: shear strength prediction

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강화노반 쇄석재료의 전단강도특성을 고려한 영구변형예측모델 개발 (Development of Permanent Deformation Prediction Model for Trackbed Foundation Materials based on Shear Strength Parameters)

  • 임유진;황정규;조호진
    • 한국철도학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.623-630
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    • 2012
  • 궤도하부층의 지지강성을 확보하기 위하여 설치하는 강화노반은 통상 일정 입도분포의 쇄석재료로 구성된다. 이러한 강화노반은 통과톤수의 누증 즉, 과도한 열차하중이 반복적으로 가해질 경우 영구변형이 발생할 수 있으며 이러한 영구변형은 궤도틀림의 한 원인이 될 수 있다. 또한 강화노반 재료의 적정두께를 확정하기 위해서는 이러한 영구변형 특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 국내 강화노반 재료로 사용될 가능성이 높은 M-40 쇄석재료를 선정하여 대형반복삼축시험을 실시하여 재료의 회복탄성 특성과 영구변형 특성을 분석하였다. 시험으로부터 임의 전단응력비 및 반복재하횟수에 따른 회복탄성계수 특성과 영구변형 발생특성을 분석하였으며 M-40 쇄석강화노반 재료의 영구변형에 영향을 미치는 인자(반복재하횟수, 구속압, 전단응력비, 탄성계수 등)를 함께 고려할 수 있는 영구변형 예측모델을 제시하였다.

Effect of tension stiffening on the behaviour of square RC column under torsion

  • Mondal, T. Ghosh;Prakash, S. Suriya
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제54권3호
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    • pp.501-520
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    • 2015
  • Presence of torsional loadings can significantly affect the flow of internal forces and deformation capacity of reinforced concrete (RC) columns. It increases the possibility of brittle shear failure leading to catastrophic collapse of structural members. This necessitates accurate prediction of the torsional behaviour of RC members for their safe design. However, a review of previously published studies indicates that the torsional behaviour of RC members has not been studied in as much depth as the behaviour under flexure and shear in spite of its frequent occurrence in bridge columns. Very few analytical models are available to predict the response of RC members under torsional loads. Softened truss model (STM) developed in the University of Houston is one of them, which is widely used for this purpose. The present study shows that STM prediction is not sufficiently accurate particularly in the post cracking region when compared to test results. An improved analytical model for RC square columns subjected to torsion with and without axial compression is developed. Since concrete is weak in tension, its contribution to torsional capacity of RC members was neglected in the original STM. The present investigation revealed that, disregard to tensile strength of concrete is the main reason behind the discrepancies in the STM predictions. The existing STM is extended in this paper to include the effect of tension stiffening for better prediction of behaviour of square RC columns under torsion. Three different tension stiffening models comprising a linear, a quadratic and an exponential relationship have been considered in this study. The predictions of these models are validated through comparison with test data on local and global behaviour. It was observed that tension stiffening has significant influence on torsional behaviour of square RC members. The exponential and parabolic tension stiffening models were found to yield the most accurate predictions.

조합하중을 받는 Kraft 판지의 강도예측 (Strength Prediction of Kraft Paperboard under Combined Stress)

  • 임원균;정우길
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.17-22
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    • 2011
  • 본 논문에서는 Tsai-Hill기준을 변형하여 조합하중을 받는 이방성재료의 강도를 정확히 예측할 수 있는 새로운 파손기준을 제안하였다. 이 기준의 유효성은 조합하중을 받고 있는 Kraft 판지에 대한 실험결과와 비교하여 나타내었다. 재료축 방향의 전단응력이 주어진 경우, Tsai-Hill기준은 매우 보수적인 결과를 보여주고 있으나, 본 해석에서 제안한 기준은 실험 결과와 잘 일치하고 있다. 또한 Tan-Cheng기준과 비교하여 강도를 더욱 단순하게 해석할 수 있는 능력을 갖고 있다.

압밀비배수 삼축압축실험을 이용한 지반의 포아송비 예측 (Poisson's Ratio Prediction of Soil Using the Consolidation Undrained Triaxial Compression Test)

  • 임성윤;유석철;김유용;김명환
    • 한국농공학회논문집
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    • 제62권4호
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    • pp.45-51
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    • 2020
  • The poisson's ratio was obtained from the effective vertical stress and horizontal stress of consolidation-undrained test. It was analyzed void ratio verse poisson's ratio. At the result, the effective friction angle was increase with relative density increased, was decreased the poisson's ratio. The empirical equation of void ratio and poisson's ratio was showed very high correlation r2=0.846. The empirical equation was showed that the smaller the void ratio in the fine grained soil than granular soil. In the case of 0.85 times the correlation analysis equation of granular and fine grained soil, the experimental results were shown very similarly. In especially, the poisson's ratio prediction results was shown within 5% of the error range, was revalidation 0.85 times the correlation analysis equation using the void ratio. In this study, correlation analysis equation of the granular and fine grained soil was more reliability of the poisson's ratio prediction results apply to the void ratio than dry unit weight.

초연약 점토지반 압축지수 추정에 관한 연구 (A Case-study of Compression Index Prediction on Very Soft Clay)

  • 김병규;이송
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제31권4호
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    • pp.13-18
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    • 2015
  • 하중이 가해지면 수십 cm에서 수 m까지 침하가 발생하는 준설매립지반의 압축특성 파악은 매우 중요하다고 할 수 있으나, 고 합수비와 낮은 전단강도로 인해 불교란 시료채취가 불가능하고 압밀시험 또한 불가능한 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 N. Keith Tovey의 omega point와 점토의 물리적 특성변화에 대한 기본적인 가정을 이용하여 원지반과 준설매립점토 사이에는 $C_{c(d)}=F(e_d,C_c)$ 관계를 가진다는 것을 수학적으로 증명하였으며, 제안식의 신뢰성을 검증하기 위해 준설매립을 통해 지반이 조성된 국내 1개 현장에서 수행된 계측결과에 대한 분석결과, 매우 양호한 상관관계를 보이는 것으로 나타났다.

보의 휨항복 후 접합부가 파괴하는 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 전단내력 감소에 대한 해석적 연구 (A Study for Shear Deterioration of Reinforced Concrete Beam-Column Joints Failing in Shear after Flexural Yielding of Adjacent Beams)

  • 박종욱;윤석광;김병일;이정윤
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권4호
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    • pp.399-406
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    • 2012
  • 철근콘크리트 보-기둥 접합부는 구조물 전체의 거동에 가장 크게 영향을 주는 부재 중 하나이다. 보와 기둥의 상대적인 강도 차이가 줄어들면서 지진에 의한 피해가 접합부에도 발생하고 있다. 지진하중과 같은 횡방향 반복하중이 작용하게 되면 접합부는 휨보다는 수직 혹은 수평방향 전단이나 부착에 대한 저항력이 중요하다. 따라서 접합부에 대한 내진설계는 설계자가 의도한 연성에 만족할 때까지 전단이나 부착에 대한 내력이 크게 감소하지 않는 수준의 설계가 요구된다. 하지만 인접보 소성힌지의 변형률 침투와 침투한 변형률의 영향으로 인해서 접합부의 변형이 발생하게 되고 접합부의 내력은 설계자의 요구 수준을 만족하지 못할 수도 있다. 이 논문에서는 부재 각 요소가 내부 접합부에 미치는 변형과 감소하는 전단내력을 파악하고 연성을 계산하는 모델을 제시하였다. 힘의 평형과 변형률 적합조건, 다른 연구자들의 이론을 참고하여 구축하였으며 모델을 실제 실험에 적용하였을 경우 타당한 범위 내에서 평가하였다. 다른 실험 데이터에 대한 추가적인 분석으로 불완전한 부분을 파악하고 개선하여 결과에 대한 오차를 줄이는 연구가 필요하다.

개별요소법을 이용한 쇄석재료의 직접전단시험 모델링 (Modeling Direct Shear Test of Crushed Stone Using DEM)

  • 조남각;유충식;이대영
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.15-23
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    • 2008
  • 본 연구에서는 개별요소법에 근거한 상용 수치해석 프로그램인 PFC2D를 이용하여 조립재인 쇄석의 전단특성 모델링을 수행하였다. 본 연구를 통하여 기존의 연속체 해석에서 고려하기 힘든 조립질 재료의 입도분포 및 공극, 불규칙한 형상을 모델링 할 수 있었다. 또한, 대형직접전단시험을 수행한 실험결과와 비교를 통해 입자특성과 관련한 조립질 재료의 고유 특성을 본 연구에서 모델링한 불연속체 모델링으로 모사할 수 있음을 알 수 있었다. 이러한 모델링 기법은 향후 다양한 입도 및 공극특성을 갖는 조립질 재료의 현장 강도 특성을 예측하는데 도움이 될 수 있다.

Prediction of the flexural overstrength factor for steel beams using artificial neural network

  • Guneyisi, Esra Mete;D'niell, Mario;Landolfo, Raffaele;Mermerdas, Kasim
    • Steel and Composite Structures
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    • 제17권3호
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    • pp.215-236
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    • 2014
  • The flexural behaviour of steel beams significantly affects the structural performance of the steel frame structures. In particular, the flexural overstrength (namely the ratio between the maximum bending moment and the plastic bending strength) that steel beams may experience is the key parameter affecting the seismic design of non-dissipative members in moment resisting frames. The aim of this study is to present a new formulation of flexural overstrength factor for steel beams by means of artificial neural network (NN). To achieve this purpose, a total of 141 experimental data samples from available literature have been collected in order to cover different cross-sectional typologies, namely I-H sections, rectangular and square hollow sections (RHS-SHS). Thus, two different data sets for I-H and RHS-SHS steel beams were formed. Nine critical prediction parameters were selected for the former while eight parameters were considered for the latter. These input variables used for the development of the prediction models are representative of the geometric properties of the sections, the mechanical properties of the material and the shear length of the steel beams. The prediction performance of the proposed NN model was also compared with the results obtained using an existing formulation derived from the gene expression modeling. The analysis of the results indicated that the proposed formulation provided a more reliable and accurate prediction capability of beam overstrength.

대형반복삼축시험과 전단응력비 개념을 이용한 쇄석 보조기층의 영구변형 특성평가 (Evaluation of Permanent Deformation Characteristics in Crushed Subbase Materials Using Shear Stress Ratio and Large Repeated Triaxial Compression Test)

  • 임유진;김인태;곽기헌
    • 한국도로학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.41-50
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    • 2011
  • 일반적으로 도로 포장체의 파손은 다양한 요소에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그 중 가장 주된 포장체 파손형태로서 영구변형(permanent deformation)과 피로균열(fatigue crack)을 들 수 있으며 이들은 포장체의 공용수명을 단축시키는 주요원인이 된다. 도로 포장체의 영구변형을 정확히 예측하는 것은 도로포장체의 내구성을 파악하여 이를 기반으로 포장을 설계하는 포장설계법의 수립에 있어 매우 중요하다. 포장하부구조의 재료거동은 본질적으로 전단강도(${\tau}_{max}$)와 밀접한 연관성을 가지므로 포장하부구조 내 발생한 전단응력${\tau}$의 전단강도에 대한 발생비를 고려하여 영구변형 모델을 설정할 필요가 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 이와 같은 전단응력비 개념을 도입한 대형반복삼축압축시험을 통하여 도로하부 재료 중 국내에서 사용되는 대표적인 입상의 보조기층 재료에 대한 영구변형 특성을 알아보았으며 이를 기초로 영구변형 모델의 수립에 필요한 모델 매개변수를 시험을 통해 새롭게 제안하고자 하였다.

암반에 근입된 말뚝의 선단 거동 특성에 관한 연구 (Study on the Behavior of Toe of Drilled Shaft on the Rock Mass)

  • 박완서;전석원;한용희;최세근
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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    • pp.842-847
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    • 2008
  • Despite of the increasing number of the application of the drilled shaft pile in construction site, most of the study of pile capacity has been centered side shear resistance. But it is common that the drilled shaft is socketed on the rock so as to use the bearing resistance, so prediction of the toe's movement and characteristic of the bearing capacity is important as the side shear resistance. Therefore the model tests were performed in order to study the characteristic of bearing capacity on rock mass. The material of the test blocks were the mortar which was mixed with sand, cement and water, and test block size was $240{\times}240{\times}240mm$. Load was pressed by the 45mm of diameter of miniaturized pile and plate jack and steal plate were used to the confined stress for representing the underground condition. The relation of load-displacement was measured in many different conditions of rock mass such as direction of discontinuities, spacing and strength, and q-w curves of the toe of the pile were verified in each condition.

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