• 제목/요약/키워드: vertical effective stress

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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.

연직 및 횡하중이 작용하는 상부벽식-하부골조구조물의 벽체 배치유형에 따른 거동 해석 (Behavior Analysis According to the Shear Wall Layout of Column-Supported Wall System Subject to Vertical and Lateral Loads)

  • 이대현;김호수
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제4권2호
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    • pp.53-61
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    • 2004
  • 최근 도심지에 건설되고 있는 대부분의 주상복합건물과 아파트들은 다양한 공간을 구성하기 위해 주로 복합구조형식을 채택하고 있다. 특히, 이러한 구조형식들 중의 하나인 상부벽식-하부골조시스템은 전이층에서 서로 연결되는 전단벽형식과 골조형식을 모두 포함하고 있다. 그러나 이 시스템은 구조적인 안전성 측면에서 볼 때 매우 불합리하며, 전이층에서의 응력분포를 파악하기 매우 어렵다. 따라서 본 연구에서는 연직 및 정적 횡하중이 작용하는 전이보 시스템의 전단벽 배치에 따른 구조적인 거동과 응력분포를 분석하고자 함에 있으며, 또한 해석결과를 바탕으로 전이층부근에서의 하중의 전달경로 및 응력집중현상을 파악하고, 전단벽과 전이보의 효율적인 설계를 위한 방안을 제시하고자 한다.

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상이한 골질과 제원에 따른 짧은 임프란트의 응력 분포: 3차원 유한 요소 분석 (STRESS DISTRIBUTION PATTERN OF THE DIFFERENT DIAMETER AND LENGTH OF SHORT IMPLANTS ACCORDING TO THE BONE QUALITY : 3-D FINITE ELEMENTS ANALYSIS)

  • 김한구;김창현;표성운
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제31권2호
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    • pp.116-126
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    • 2009
  • The use of short implants has been accepted risky from biomechanical point of view. However, short implants appear to be a long term viable solution according to recent clinical reports. The purpose of this study was to investigate the effect of different diameter and length of implant size to the different type of bone on the load distribution pattern. Stress analysis was performed using 3-dimensional finite element analysis(3D-FEA). A three-dimensional linear elastic model was generated. All implants modeled were of the various diameter(${\phi}4.0$, 4.5, 5.0 and 6.0 mm) and varied in length, at 7.0, 8.5 and 10.0 mm. Each implant was modeled with a titanium abutment screw and abutment. The implants were seated in a supporting D2 and D4 bone structure consisting of cortical and cancellous bone. An amount of 100 N occlusal load of vertical and $30^{\circ}$ angle to axis of implant and to buccolingual plane were applied. As a result, the maximum equivalent stress of D2 and D4 bones has been concentrated upper region of cortical bone. As the width of implant is increased, the equivalent stress is decreased in cancellous bone and stress was more homogeneously distributed along the implants in all types of bone. The short implant of diameter 5.0mm, 6.0mm showed effective stress distribution in D2 and D4 bone. The oblique force of 100N generated more concentrated stress on the D2 cortical bone. Within the limitations of this study, the use of short implant may offer a predictable treatment method in the vertically restricted sites.

투수 및 압축에 대한 연약 점토지반의 물질함수 특성 (Characteristics of Material Function Related to Permeability and Compressibility for Soft Clay Ground)

  • 이송;전제성;이장덕
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.183-194
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    • 2004
  • 연약점토지반의 압밀거동 예측시, 압축성과 투수성에 대한 비선형 물질함수 특성을 규명하는 것은 가장 중요하며 기본적인 선행 연구내용이라 할 수 있다. 본 연구에서는 압축성과 투수성에 대한 물질함수 특성을 파악하기 위해 해성점토를 이용한 실내 시험을 실시하였다. 실내시험은 수직배수조건 및 수평배수조건, 수직 수평배수조건으로 구분하되 표준압밀 시험과 로우셀 시험등을 실시하였다. 수평배수조건에 대한 물질함수 특성을 파악하기위한 개량 표준압밀 시험장치를 개발하였으며, 시료교랸영항을 최소화하기위한 별도의 시료추출장치를 고안하였다. 또한 로우셀 시험결과와의 비료를 통해, 시험법에 있어 비교적 간편한 개량 표준압밀 시험결과의 신뢰도를 확인할 수 있었다. 모든 시험결과를 통한 유효응력-간극비-투수계수등에 관한 물질함수 특성을 분석한 결과, 유효응력 단계별 간극비 분포는 누승함수의 형태로 표현될 수 있으며, 간극비 단계별 투수계수는 지수함수의 형태로 표현됨을 확인할 수 있었다. 초기함수비가 높고 전단강도가 작은 연약점토의 경우, 유효응력단계별 압축성과 투수성의 비선형성이 매우 크게 나타났으며, 연약 점토지반의 압밀현상 예측에 있어 이러한 비선형성은 무시할 수 없는 큰 영향요소임을 알 수 있었다.

임플랜트 지지 보철물에서 고정체의 식립위치와 각도에 따른 삼차원 유한요소법적 응력분석에 관한 연구 (THREE DIMENSIONAL FINITE ELEMENT STRESS ANALYSIS OF IMPLANT PROSTHESIS ACCORDING TO THE DIFFERENT FIXTURE LOCATIONS AND ANGULATIONS)

  • 박원희;이영수
    • 대한치과보철학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.61-77
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    • 2005
  • Statement of problem. The implant prosthesis has been utilized in various clinical cases thanks to its increase in scientific effective application. The relevant implant therapy should have the high success rate in osseointegration, and the implant prosthesis should last for a long period of time without failure. Resorption of the peri-implant alveolar bone is the most frequent and serious problem in implant prosthesis. Excessive concentration of stress from the occlusal force and biopressure around the implant has been known to be the main cause of the bone destruction. Therefore, to decide the location and angulation of the implant is one of the major considering factors for the stress around the implant fixture to be dispersed in the limit of bio-capacity of load support for the successful and long-lasting clinical result. Yet, the detailed mechanism of this phenomenon is not well understood. To some extent, this is related to the paucity of basic science research. Purpose. The purpose of this study is to perform the stress analysis of the implant prosthesis in the partially edentulous mandible according to the different nature locations and angulations using three dimensional finite element method. Material and methods, Three 3.75mm standard implants were placed in the area of first and second bicuspids, and first molar in the mandible Thereafter, implant prostheses were fabricated using UCLA abutments. Five experimental groups were designed as follows : 1) straight placement of three implants, 2) 5$^{\circ}$ buccal and lingual angulation of straightly aligned three implants, 3) 10$^{\circ}$ buccal and lingual angulation of straightly aligned three implants. 4) lingual offset placement of three implants, and 5) buccal offset placement of three implants. Average occlusal force with a variation of perpendicular and 30$^{\circ}$ angulation was applied on the buccal cusp of each implant prosthesis, followed by the measurement of alteration and amount of stress on each configurational implant part and peri-implant bio-structures. The results of this study are extracted from the comparison between the distribution of Von mises stress and the maximum Von mises stress using three dimensional finite element stress analysis for each experimental group. Conclusion. The conclusions were as follows : 1. Providing angulations of the fixture did not help in stress dispersion in the restoration of partially edentulous mandible. 2. It is beneficial to place the fixture in a straight vertical direction, since bio-pressure in the peri-implant bone increases when the fixture is implanted in an angle. 3. It is important to select an appropriate prosthodontic material that prevents fractures, since the bio-pressure is concentrated on the prosthodontic structures when the fixture is implanted in an angle. 4. Offset placement of the fixtures is effective in stress dispersion in the restoration of partially edentulous mandible.

입자 파쇄가 사질토의 DMT 결과에 미치는 영향 (Effect of Particle Crushing on the Results on DMT in Sand)

  • 이문주;최영민;김민태;배경두;이우진
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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    • pp.740-746
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    • 2010
  • Most important characteristics of calcareous sand are the particle angularity and hollow structure. These characteristics lead to the different behavior of calcareous sand compared to siliceous sand. This study performs a series of dilatometer test using calibration chamber, in order to analyze the effect of particle characteristic of calcareous sand on DMT indices. From experimental test, it is observed that the horizontal stress index($K_D$) and dilatometer modulus($E_D$) of calcareous Jeju sand is underestimated compared to siliceous sand. This is because the particle crushing during penetration induces the less contraction of the dilatometer membrane. A slightly smaller influence of particle crushing is reflected in $E_D$ rather than $K_D$, because $P_1$ pressure reflects the deformation characteristics of un-crushed particle relatively well. It is also observed that $K_D$ of Jeju sand is differently influenced by the vertical effective stress compared with that of siliceous sand.

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임플란트 나사선 경사각과 식립 각도에 따른 3차원 유한요소 응력분석 (Three-dimensional finite element analysis of stress distribution for different implant thread slope and implant angulation)

  • 서영훈;임현필;윤귀덕;윤숙자;방몽숙
    • 대한치과보철학회지
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    • 제51권1호
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    • pp.1-10
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    • 2013
  • 연구 목적: 임플란트 나사선 경사각이 치조골의 응력분포에 미치는 영향을 검토하여 어떤 임플란트가 응력분산에 유리한 지 알아보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 피치는 0.8 mm로 일정하게 하고 나사선의 줄(thread) 수를 다르게 하여 나사선 경사각의 변화를 준 1줄 나사선 임플란트(single thread type: 경사각 $3.8^{\circ}$)와 2줄 나사선 임플란트(double thread type: 경사각 $7.7^{\circ}$) 그리고 3줄 나사선 임플란트(triple thread type: 경사각 $11.5^{\circ}$)의 세 가지 모델을 통해 3차원 유한요소 응력분석을 시행하였다. 임플란트가 치조골의 치아 장축에 대하여 $0^{\circ}$, $10^{\circ}$, $15^{\circ}$ 경사지게 식립된 것으로 가정하여 9 가지 모델을 만들었다. 200 N의 수직 방향의 하중과, 200 N의 임의의 $15^{\circ}$ 경사 하중을 가한 경우에 임플란트와 치조골에서 발생된 응력분포를 3차원 유한요소법으로 분석하였다. 결과:1. 임플란트의 경사 식립 각도가 클수록 치조골과 임플란트의 등가응력(von-Mises stress)과 최대주응력이 높게 나타났다. 2. 수직하중보다 경사하중을 가할 경우 치조골과 임플란트의 등가응력과 최대주응력이 높게 나타났다. 3. 임플란트의 나사선 줄 수가 증가할수록 응력분산 효과가 커서 등가응력과 최대주응력의 크기가 감소되었다. 4. 치조골에 작용하는 최대주응력의 크기는 수직하중 시에나 경사하중 시에 3줄 나사선을 가진 임플란트가 가장 작고 다음으로 2줄 또는 1줄 나사선의 순으로 나타나 3줄 나사선의 경우가 가장 우수한 결과를 보였다. 결론: 이상의 결과는 3줄 나사선 임플란트가 1줄 및 2줄 나사선 임틀란트보다 응력분산 효과 면에서 우수하며, $10^{\circ}$ 이상 경사지게 식립된 경우에라도 나사선 경사각이 커지면서 줄 수가 증가할수록 치조골에서 발생하는 최대 주응력 값이 감소하므로 임플란트 나사선 줄 수와 경사각을 최적화함으로써 임플란트 응력분산에 도움이 될 수 있음을 시사하였다.

음적차분해석법을 이용한 연직배수 공법에 의한 압밀침하에 관한 연구 (A Study on the Consolidation Settlement Due to the Vertical Drain Method by the Implicit Finite Difference Scheme)

  • 박성재;정두회;정경환;이경준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.1243-1251
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    • 1994
  • 연직드레인의 유효반경내에서 시간과 압밀도 관계를 계산하기 위해 음적차분해법이 적용되었으며 계산시 과잉간극수압의 소산은 두 방향으로 수행된다. 다단계 성토에 의한 지중응력 증분을 계산하기 위해, 지표면하의 연약지반은 등방균질 탄성체로서 간주하였고 각 단계 순간성토시 초기 과잉간극수압은 포화된 점성토내에서 평면변형률 조건과 탄성단계의 간극수압 응답 상태에 대한 Skempton의 간극수압계수를 이용해 계산하였다. 침하에 대해서는, 즉시 및 1 차 압밀침하량만 계산하였고, 2차 압밀침하는 고려하지 않았다. 계산된 과잉간극수압과 지표침하량이 경과시간에 대한 현성측성치와 유사한 것으로 판정되었으며, 본 연구에 적용된 계산기법(압밀특성이 다른 다층지반으로 구성된 연약지반내에 연직배수공법을 적용하고 성토가 다단계 순간성토로 이루어질 경우 과잉간극수압 소산과정을 음적 차분해법으로 근사계산)은 각 연약층의 시간-압밀도 관계를 예측하는데 이용가능할 것으로 생각된다.

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상부 응력이 수평 압밀 그라우팅 구근 형상에 미치는 영향: 2차원 축소 모형 실험 연구 (Effect of Overburden Stress on Bulb Shapes of Horizontal Compaction Grout in Loose Sand: 2D-scaled Experimental Study)

  • 주현우;백승훈;권태혁;한진태;이주형;유완규
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제36권12호
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    • pp.107-116
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    • 2020
  • 압밀 그라우팅 공법은 액상화 취약 느슨한 사질토 지반의 보강에 널리 사용되고 있다. 특히 기존에 상부 구조물이 있는 지반의 경우, 압밀 그라우팅 수직 주입이 불가능하여, 수평 주입이 대안으로 제시되고 있는 상황이다. 현재 대부분 이론과 실험은 압밀 그라우팅의 수직 주입 공법을 다루고 있는 반면, 수평 압밀 그라우팅 공법에 대한 연구는 매우 부족하다. 본 연구에서는 수평 압밀 그라우팅 공법에 대한 실내 2차원 실험을 통해 상부 구조물이나 주입 심도를 대변하는 상부 응력에 따른 그라우트 구근 형상과 팽창 방향을 분석하였다. 그 결과 그라우트 구근의 단면은 응력 이방성과 느슨함의 정도에 따라 주로 타원형으로 팽창함을 발견하였다. 특히, 낮은 상부 응력과 낮은 상대 밀도의 조건에 수평축이 긴 타원형으로 수평 방향으로 발달하였고, 상부 응력과 상대 밀도가 증가함에 따라 그 형상이 원형에 가까워지고 수직 방향으로 팽창하였다. 본 연구를 통해 수평 압밀 그라우팅 공법의 구근 팽창에 대한 이해가 높아지고 나아가 보다 정확하고 효율적인 현장 시공 설계가 가능할 것으로 기대된다.

흙의 비틀림전단시험에 관한 기초적 연구 (A Basic Study on Torsion Shear Tests in Soils)

  • 홍원표
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제4권1호
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    • pp.17-28
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    • 1988
  • 흙의 역학적거동을 파악하기 위한 요소시험중 공시체의 주응력방향을 회전시킬 수 있는 비틀림 전단시험기의 기능에 대하여 검토하였다. 본 연구에서는 이 비틀림전단시험기가 점토시료에 사용 될 수 있게 개량제작되었다. 이 시험기를 사용하여 반죽성형된 Ko-견밀점토시료에 대한 약간의 비배수 비틀림전단시험을 실시하여 혼의 거동에 미치는 주수력축의 회전영향이 조사되었다. 우선, torque없이 비틀림전단시험기를 사용하여 얻은 흙의 역학적 거동이 통상의 축대칭삼축압 축시험에 의한 결과와 비교검토됐다. 흙의 응력일변형거동, 문극수압및 주응력비는연직하중과 torque에 의한 응력경로에 크게 영향을 받았으며 전단변형률의 증가에 따라 주응력회전각과 주응력의 상대적 크기, b(=o2-o3)/(o1-o3)) 값토 점진적으로 커져 파괴시의 값에 수렴하였다.

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