This is a fundamental study aiming at scrutinizing the effect of reinforcement and deformation characteristics of soft clayey foundation improved by vanous technical treatments. Among many methods proposed thus far, geotextile was selected for the purpose of improvement of the model soil foundation on which plate loading test was subsequently performed. Loading test has been carried out with the variation of the location and number of covering layers of geotextile, and actual values for ground deformation and geotextile effect were secured. As for technique on deformation analysis, elasto-plastic model for soil, elastic model for sand, and beam theory for geotextile were coupled with satisfactory results between observed and numerical values.
Recently, as high-rise buildings increase steeply, sub-structures of them are often supported on in-homogeneous foundation. And there are many machines in sub-structures of buildings, and slabs of sub-structures are affected by vibration which they make. This paper deals with vibration of plates with concentrated masses on in-homogeneous foundation. Machines on plates are considered as concentrated masses. In-homogeneous foundation is considered as assigning $k_{w1}$ and $k_{w2}$ to Winkler foundation parameters of central region and side region of plate respectively, and foundation is idealized to use Pasternak foundation model which considered both of Winkler foundation parameter and shear foundation parameter. In this paper, applying Winkler foundation parameters which $k_{w1}$and $k_{w2}$ are 10, $10^2$, $10^3$ and shear foundation parameter which are 10, 20 respectively, first natural frequencies of thick plates with concentrated masses on in-homogeneous foundations are calculated.
Zhu, Hong-Hu;Yin, Jian-Hua;Dong, Jian-Hua;Zhang, Lin
Geomechanics and Engineering
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제2권2호
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pp.89-106
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2010
Sliding within the dam foundation is one of the key failure modes of a gravity dam. A two-dimensional (2-D) physical model test has been conducted to study the sliding failure of a concrete gravity dam under overloading conditions. This model dam was instrumented with strain rosettes, linear variable displacement transformers (LVDTs), and embedded fiber Bragg grating (FBG) sensing bars. The surface and internal displacements of the dam structure and the strain distributions on the dam body were measured with high accuracy. The setup of the model with instrumentation is described and the monitoring data are presented and analyzed in this paper. The deformation process and failure mechanism of dam sliding within the rock foundation are investigated based on the test results. It is found that the horizontal displacements at the toe and heel indicate the dam stability condition. During overloading, the cracking zone in the foundation can be simplified as a triangle with gradually increased height and vertex angle.
Earthquake load to design a structure has been calculated from a fixed base SDOF model using amplified surface accelerations along soft soil layers. But the method dose not consider a soil-structure interaction. Centrifugal experiments that were consisted of soil, a shallow foundation and a structure were performed to find the effects of soil-structure interaction. The experiments showed that mass and stiffness of the foundation affected a response of the structure and nonlinear behavior of soil near the foundation. And a rocking displacement caused by overturning moment affected the response and increases a damping effect. In this study, the centrifugal experiment was simulated as a two dimensional finite element model. The finite element model was used for nonlinear time domain analysis of the OpenSees program. The numerical model accurately evaluated the behaviors of soil and the foundation, but the rocking effect and the behavior of structure were not described.
A new method is presented to recover missing deformation data of lateral walls of foundation pit when the monitoring is interrupted; the method is called Dynamic Mathematical Model - Parameter Interpolation. The deformation of lateral walls of foundation pit is mainly affected by the type of supporting structure and the situation of constraints, therefore, this paper mainly studies the two different kinds of variation law of deep horizontal displacement when the lateral walls are constrained or not, proposes two dynamic curve models of normal distribution type and logarithmic type, deals with model parameters by interpolating and obtains the parameters of missing data, then missing monitoring data could be Figured out by these parameters. Compared with the result from the common average method which is used to recover missing data, in the upper 2/3 of the inclinometer tube, the result by using this method is closer to the actual monitoring data, in the lower 1/3 part of the inclinometer tube, the result from the common average method is closer to the actual monitoring data.
This paper introduces detailed three-dimensional numerical analyses on a bored pile foundation for a high-rise building. A static load test was performed on a test pile and a numerical model of a single pile, which was calibrated by comparing it with the test result. The detailed numerical analysis was then conducted on the entire high-rise building foundation. Further study focused on soil pressures under the base slab of a piled raft foundation. Total seven cases with different pile numbers and raft-soil contact conditions were investigated. The design criteria of a foundation, especially settlement requirement were satisfied even for the cases with fewer piles under considerable soil pressure beneath the base slab. The bending moment for the structural design of the base slab was reduced by incorporating soil pressures beneath the base slab along with bored piles. Through the comparative studies, it was found that a more efficient design can be achieved by considering the soil pressure beneath the slab.
This paper presents the dynamic instability analysis of un-damped elastically supported piezoelectric functionally graded (FG) beams subjected to in-plane static and dynamic periodic thermomechanical loadings with uncertain system properties. The elastic foundation model is assumed as one parameter Pasternak foundation with Winkler cubic nonlinearity. The piezoelectric FG beam is subjected to non-uniform temperature distribution with temperature dependent material properties. The Young's modulus and Poison's ratio of ceramic, metal and piezoelectric, density of respective ceramic and metal, volume fraction exponent and foundation parameters are taken as uncertain system properties. The basic nonlinear formulation of the beam is based on higher order shear deformation theory (HSDT) with von-Karman strain kinematics. The governing deterministic static and dynamic random instability equation and regions is solved by Bolotin's approach with Newmark's time integration method combined with first order perturbation technique (FOPT). Typical numerical results in terms of the mean and standard deviation of dynamic instability analysis are presented to examine the effect of slenderness ratios, volume fraction exponents, foundation parameters, amplitude ratios, temperature increments and position of piezoelectric layers by changing the random system properties. The correctness of the present stochastic model is examined by comparing the results with direct Monte Caro simulation (MCS).
해안지역에서 토류구조물을 축조하는 동안에 직면하게 되는 문제점중의 하나는 연약점토지반의 안정화 대책이다. 본 연구는 성토제체 축조시 연약점토지반의 안정화를 위하여 시멘트 개량 말뚝으로 보강된 연약지반의 거동효과를 구명하고자 원심모형실험을 수행한 것으로 서로 다른 조건에 대해서 단계 하중하에서 시간에 따른 보강지반과 비보강지반의 침하와 융기거동을 고찰하였다. 실헙결과 지반의 수직침하감수 제방에 인접한 지표면의 융기감소는 개량말뚝의 강도, 점토의 함수비 그리고 특히 개량면적비에 크게 영향을 받는 것으로나타났다.
The semi-analytical method to study the nonlinear dynamic behavior of simply supported spiral stiffened functionally graded (FG) cylindrical shells subjected to an axial compression is presented. The FG shell is surrounded by damping and linear/nonlinear elastic foundation. The proposed linear model is based on the two-parameter elastic foundation (Winkler and Pasternak). A three-parameter elastic foundation with hardening/softening cubic nonlinearity is used for nonlinear model. The material properties of the shell and stiffeners are assumed to be FG. Based on the classical plate theory of shells and von $K{\acute{a}}rm{\acute{a}}n$ nonlinear equations, smeared stiffeners technique and Galerkin method, this paper solves the nonlinear vibration problem. The fourth order Runge-Kutta method is used to find the nonlinear dynamic responses. Results are given to consider effects of spiral stiffeners with various angles, elastic foundation and damping coefficients on the nonlinear dynamic response of spiral stiffened simply supported FG cylindrical shells.
In this research, a simple quasi 3D hyperbolic shear deformation model is employed for bending and dynamic behavior of functionally graded (FG) plates resting on visco-Pasternak foundations. The important feature of this theory is that, it includes the thickness stretching effect with considering only 4 unknowns, which less than what is used in the First Order Shear Deformation (FSDT) theory. The viscoPasternak's foundation is taken into account by adding the influence of damping to the usual foundation model which characterized by the linear Winkler's modulus and Pasternak's foundation modulus. The equations of motion for thick FG plates are obtained in the Hamilton principle. Analytical solutions for the bending and dynamic analysis are determined for simply supported plates resting on visco-Pasternak foundations. Some numerical results are presented to indicate the effects of material index, elastic foundation type, and damping coefficient of the foundation, on the bending and dynamic behavior of rectangular FG plates.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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