암반설계에 필요한 암반의 강도정수 값을 산정할 시에는, 암반 내 원위치시험이 극히 제한적이며 비용이 고가여서 주로 Hoek-Brown 파괴기준을 이용한 추정식을 사용하고 있다. Hoek-Brown 파괴기준식을 사용할 때에는 이 식을 Mohr-Coulomb 파괴기준식으로 변경하여야 지반의 강도정수 값을 추정할 수 있다. 그러나 파괴기준의 변경과정은 계산 및 분석단계 등 여러 단계를 거쳐야 하는 불편함이 있다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 접할 수 있는 다양한 조건의 암반상태를 모델링한 후, 일차적으로 Hoek-Brown 파괴기준을 이용하여 강도정수 값을 산정하였다. 그 결과를 분석하여 RMC, 암석의 일축압축강도(${\sigma}_c$), 암석계수($m_i$)의 3가지 사용요소를 이용하여 한번의 계산과정을 통해 암반의 강도정수를 추정할 수 있는 추정식 및 현장에서 손쉽게 강도정수를 산정할 수 있는 추정도표를 제안하였다. 이러한 제안 도표 및 제안식을 기존의 Hoek-Brown 및 Mohr-Coulomb 파괴기준식과 비교, 검토함으로써 본 제안의 타당성을 검증하였다.
In this paper, the performance of post-installed adhesive bonded anchor embedded in concrete is assessed using numerical simulations. This study aims at studying the influence of parameters on the performance of a chemically bonded anchorage system. Non-linear finite element modelling and simulations are carried out by properly using the material properties and phenomenon. Materials parameters such as characteristic length, fracture energy, damage criteria, tension retention and crack width of concrete and interface characteristics are carefully assigned so as to obtain a most realistic behaviour of the chemical anchor system. The peak strength of two different anchor systems obtained from present numerical studies is validated against experimental results. Furthermore, validated numerical models are used to study the load transferring mechanism and damage progression characteristics of various anchors systems where strength of concrete, strength of epoxy, and geometry and disposition of anchors are the parameters. The process of development of strain in concrete adjacent to the anchor and energy dissipated during the course of damage progression are analysed. Results show that the performance of the considered anchorage system is, though a combined effect of material and geometric parameters, but a clear distinction could be made on the parameters to achieve a desired performance based on strength, slip, strain development or dissipated energy. Inspite the increase in anchor capacity with increase in concrete strength, it brings some undesirable performance as well. Furthermore, the pullout capacity of the chemical anchor system increases with a decrease in disparity among the strength of concrete and epoxy.
Purpose : To investigate the relationship between three-dimensional (3D) bone imaging parameters and trabecular strength in the mandible. Materials and Methods : Bone specimens were obtained from the mandibles of five male pigs weighing around 110 kg each. Of those, 43 samples were selected for 3D analysis and measured by micro-computed tomography. The five morphometric parameters were trabecular thickness (Tb.Th), bone specific surface (BS/BV), percent bone volume (BV/TV), structure model index (SMI) and degree of anisotropy (DA). Through destructive mechanical testing, strength parameters were obtained. Results : BV/TV, SMI, BS/BV, and Tb.Th showed significant correlations with strength parameters. DA did not show any correlation with the other parameters. In multiple linear regression analysis, BV/TV alone explained $43\%$ of the variance in Young's modulus. By stepwise inclusion of SMI, the variance in the Young's modulus was better explained up to $52\%$. Conclusions : Predicting trabecular strength in the mandible through architectural analysis would be possible. Further study is needed to establish the tendency and variety of trabecular architecture and strength according to the locations within the mandible.
This study is to refer to the optimization problems when the stress and strength follow the time dependent model, considering a decision making process in the design methodology from reliability viewpoint. Reliability of a component can be expressed and computed if the probability distributions for the stress and strength in the time dependent case are known. The factors which determine the parameters of the distributions for stress and strength random variables can be controlled in design problems. This leads to the problem of finding the optimal values of these parameters subject to resources and design constraints. This paper is to present techniques for solving the optimization problems at the design stage like as minimizing the total cost to be spent on controlling the stress and strength parameters for random variables subject to the constraint that the component must have a specified reliability, alternatively, maximizing the component reliability subject to certain constraints on amount of resources available to control the parameters. The derived expressions and computations of reliability in the time dependent case and some optimization models of these cases are discussed. The special structure of these models is exploited to develop the optimization techniques which are illustrated by design examples.
The structure of the femur bone was analyzed. Moreover, the mechanical strength of the bone was determined by considering two parameters, namely, the outer wall thickness and inner filling density to realize the 3D printing of a cortical bone and spongy bone by using a fused deposition modeling type 3D printer and ABS material. A basic experiment was conducted to evaluate the variation trend in the mechanical strength of the test specimens with the change in the parameters. Based on the results, the parameters corresponding to the highest mechanical strength were selected and applied to the artificial bone, and the mechanical strength of the artificial bones was examined under a load. Moreover, we proposed an approximation method for the 3D printing parameters to enable the comparison of the actual bones and artificial bones in terms of the strength and weight.
It is extremely important to obtain rock strength parameters for geological engineering. In this paper, the evolution of sandstone cohesion and internal friction angle with plastic shear strain was obtained by simulating the cyclic loading and unloading tests under different confining pressures using Particle Flow Code software. By which and combined with the micro-crack propagation process, the mesoscopic mechanism of parameter evolution was studied. The results show that with the increase of plastic shear strain, the sandstone cohesion decreases first and then tends to be stable, while the internal friction angle increases first, then decreases, and finally maintains unchanged. The evolution of sandstone shear strength parameters is closely related to the whole process of crack formation, propagation and coalescence. When the internal micro-cracks are less and distributed randomly and dispersedly, and the rock shear strength parameters (cohesion, internal friction angle) are considered to have not been fully mobilized. As the directional development of the internal micro-fractures as well as the gradual formation of macroscopic shear plane, the rock cohesion reduces continuously and the internal friction angle is in the rise stage. As the formation of the macroscopic shear plane, both the rock cohesion and internal friction angle continuously decrease to a certain residual level.
The potential use of ultrasonic technique for firmness measurement of apples was evaluated. Mechanical properties(bioyield deformation, bioyield strength, rupture deformation, ultimate strength, and elastic modulus) and ultrasonic parameters (ultrasonic velocity, attenuation coefficient and the first peak frequency) of the apple flesh during the storage time were measured and analyzed. Ultrasonic parameters were determined from the measurement of ultrasonic wave transmission through the apple flesh specimen. Mechanical properties were obtained by universal testing machine. The bioyield strength, rupture strength, elastic modulus, ultrasonic velocity, and the first peak frequency of the apple flesh decreased with the storage time. The bioyield deformation, rupture deformation, and ultrasonic attenuation coefficient increased with the storage time. The correlation analysis between ultrasonic parameters and mechanical properties and the storage time was performed. The high correlations were found between the storage time and the ultrasonic parameters, and these relationships seem to be useful for determining the firmness of the apple flesh.
The aim of this paper is to present a new sustainable ternary and quaternary binder by partially replacing ordinary Portland cement (OPC) with different percentages of supplementary cementitious materials. The motivation is to reduce our dependency on OPC to reduce CO2 emission and carbon foot print. As the main substitute for the OPC, siliceous fly ash was used. Moreover, silica fume and nanosilica were also used. During examinations the main mechanical parameters of concrete composites, i.e., compressive strength (fcm) and splitting tensile strength (fctm) were assed. The microstructure of these materials was also analysed. It was found that the concrete incorporating pozzolanic materials is characterized by a well-developed structure and has high values of mechanical parameters. The quaternary concrete containing: 80% OPC, 5% FA, 10% SF, and 5% nS have shown the best results in terms of good strength parameters as well as the most favourable microstructure, whereas the worst mechanical parameters with microstructure containing microcracks at phase interfaces were characterized by concrete with more content of FA additive in the concrete mix, i.e., 15%. Nevertheless, all concretes made on quaternary binders had better parameters than the reference one. It can be stated that sustainable concrete incorporating pozzolanic materials could be good substitute of ordinary concretes.
Reinforced concrete (RC) joint shear strength models are constructed using an experimental database in conjunction with a Bayesian parameter estimation method. The experimental database consists of RC beam-column connection test subassemblies that maintained proper confinement within the joint panel. All included test subassemblies were subjected to quasi-static cyclic lateral loading and eventually experienced joint shear failure (either in conjunction with or without yielding of beam reinforcement); subassemblies with out-of-plane members and/or eccentricity between the beam(s) and the column are not included in this study. Three types of joint shear strength models are developed. The first model considers all possible influence parameters on joint shear strength. The second model contains those parameters left after a step-wise process that systematically identifies and removes the least important parameters affecting RC joint shear strength. The third model simplifies the second model for convenient application in practical design. All three models are unbiased and show similar levels of scatter. Finally, the improved performance of the simplified model for design is identified by comparison with the current ACI 352R-02 RC joint shear strength model.
Shear strength parameters obtained from filed survey are important factors in the analysis of slope stability. In this study, sensitivity analysis was performed to evaluate the effect of input parameters on the analysis of slope stability. The input parameters selected for sensitivity analysis were slope angle, cohesion, and friction angle. Monte-Carlo Simulation method was used for calculating input parameters and the factor of safety was computed by means of limit equilibrium method. A rock slope, which has failed in the field, was used for the sensitivity analysis in the analysis of slope stability. The result of analysis shows that the factor of safety of the rock slope was a little low. From partial correlation coefficient(PPC) of input parameters determined from the sensitivity analysis, slope stability was dependant on cohesion and slope angle. The effect of friction angle was lower than that of cohesion and slope angle on slope stability.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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