Al-Basyouni, K.S.;Ghandourah, E.;Mostafa, H.M.;Algarni, Ali
Geomechanics and Engineering
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제21권1호
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pp.1-9
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2020
In this article, an analytical solution for the effect of the rotation on thermo-viscoelastic non-homogeneous medium with a spherical cavity subjected to periodic loading is studied. The distribution of displacements, temperature, redial stress, and hoop stress in non-homogeneous medium, in the context of generalized thermo-viscoelasticity using the GL theory, is discussed and obtained. The results are displayed graphically to illustrate the effect of the rotation. Comparisons with the previous work in the absence of rotation and viscosity are made.
연직하중(鉛直荷重), 구속압(拘束壓) 및 torque를 각각 독립적으로 작용시킬 수 있는 비틀림전단시험(剪斷試驗)을 실시하여 주응력축(主應力軸)을 회전(回轉)시켰을 경우, 변형율증분방향(變形率增分方向)과 응력방향(應力方向) 혹은 응력증분방향(應力增分方向) 사이의 관계가 조사되었다. 이 비틀림전단시험(剪斷試驗)은 $K_0$-압밀점토시료(壓密粘土試料)에 대하여 비배수(非排水) 및 배수(排水) 상태하에서 주응력축회전(主應力軸回轉)이 가능한 전 응력경로(應力徑路)로 실시되었다. 본(本) 연구(硏究)결과 파괴시의 변형율증분(變形率增分)벡터의 방향은 응력(應力)벡터방향과 일치함을 알 수 있었다. 즉 변형율증분(變形率增分)벡터방향은 초기의 낮은 응력단계(應力段階)에서는 응력증분(應力增分)벡터 방향과 일치하지만 높은 응력단계(應力段階)에서는 응력(應力)벡터방향과 일치하게 된다. 이는 점토(粘土)의 거동(擧動)이 응력의 증가에 따라 탄성(彈性)에서 소성(塑性)으로 변천되어 감을 의미한다. 따라서 주응력축회전(主應力軸回轉)시의 점토거동(粘土擧動)의 구성식화(構成式化)에는 탄소성이론(彈塑性理論)의 적용이 가능함이 입증되었다.
본 논문에서는 직접단순전단변형으로 발생하는 주응력 방향의 회전에 의한 소성변형을 고려할 수 있는 구성모델을 제안하였다. 이 모델은 두 개의 응력면에서 발생하는 응력상태의 변화를 이용하여 각 응력면의 소성변형률을 계산하였다. 두 개의 응력면에서 계산된 소성변형률을 합산하여 전체 소성변형률을 구하였다. 첫번째 응력면은 최대전단응력면을 나타내며 이 응력면은 응력변화에 따라 수평방향을 기준으로 회전한다. 두번째 응력면은 수평방향으로 고정된 수평면을 나타낸다. 초기 수직응력과 수평응력이 서로 다른 상태에 있는 직접단순전단시험의 공시체에서 전단변형으로 발생하는 주응력 방향의 회전현상을 두번째 응력면에 작용하는 응력상태를 이용하여 모델링하였다. 본 모델의 구성관계식은 전단변형으로 인한 흙의 골격변화 즉 체적변화를 수식화하였으며 응력-물의 상관관계를 동시에 묘사할 수 있는 FLAC을 이용하여 모델링하였다. 느슨한 Fraser River 모래의 배수 직접단순전단시험에서 발생하는 전단응력과 체적변화는 주응력 방향의 회전에 따른 소성변형을 포함하고 있으므로 이를 계산하여 구성모델을 검증하였다. 느슨한 모래 지반에 놓인 강성기초의 하중 증가에 따라 발생하는 지반침하를 주응력 방향의 회전을 고려하여 예측하였을 때 실제 계측된 침하량과 유사한 결과를 얻었다. 주응력 방향의 회전을 고려하지 않고 Mohr-Coulomb모델을 이용하여 계산된 침하량은 실제 침하량 또는 제안된 모델이 예측한 침하량의 약 20%정도에 해당하였다.
In this paper, the behavior of plates partially restrained against rotation under stress gradient is investigated. As a first stage, an energy formulation is presented to model this boundary condition and a general expression is derived for the prediction of the elastic buckling of the plate under this general loading condition. The accuracy of the derived expression is compared numerically using the Galerkin method with other available data for the two limiting conditions of rotationally free and clamped boundaries. Results show that the prediction is within a 5% difference. The influence of rotational restraint and stress gradient upon the buckling load and the associated buckling mode is investigated. Numerical results show sensitivity of the buckling mode to the degree of rotational restraint and the variation of the buckling load with the stress gradient.
The purpose of this paper is to depict the effect of rotation and initial stress on a magneto-thermoelastic medium with diffusion. The problem discussed within memory-dependent derivative in the context of the three-phase-lag model (3PHL), Green-Naghdi theory of type III (G-N III) and Lord and Shulman theory (L-S). Analytical expressions of the considered variables are obtained by using Laplace-Fourier transforms technique. Numerical results for the field quantities given in the physical domain and illustrated graphically in the absence and presence of a magnetic field, initial stress as well as the rotation. The differences in variable thermal conductivity are also presented at different parameter of thermal conductivity. The numerical results of the field variables are presented graphically to discuss the effect of various parameters of interest. Some special cases are also deduced from the present investigation.
The present investigation is concerned with a study effect of magnetic field and non-homogenous on the elastic stresses in rotating orthotropic infinite circular cylinder. A certain boundary conditions closed form stress fields solutions are obtained for rotating orthotropic cylinder under initial magnetic field with constant thickness for three cases: (1) Solid cylinder, (2) Cylinder with a circular hole at the center, (3) Cylinder mounted on a circular rigid shaft. Analytical expressions for the components of the displacement and stress fields in different cases are obtained. The effect of rotation and magnetic field and non-homogeneity on the displacement and stress fields are studied. Numerical results are illustrated graphically for each case. The effects of rotating and magnetic field and non-homogeneity are discussed.
This paper is concerned with the disturbances in a transversely isotropic new modified couple stress homogeneous thermoelastic rotating medium under the combined influence of Hall currents, magnetic fields, and mechanical sources represented by inclined loads. The application of Laplace and Fourier transform techniques are used for the derivation of analytical expressions for various physical quantities. As an application,the bounding surface is subjected to uniformly and linearly distributed force (mechanical force). Present model contains length scale parameters that can capture the size effects. Numerical inversion techniques has been used to provide insights into the system's behavior in the physical domain. The graphical representation of numerical simulated results has been presented to emphasize the impact of rotation and inclined line loads on the system, enhancing our understanding of the studied phenomena. Further research can extend this study to investigate additional complexities and real-world applications.
이 논문에서는 모형토조 실험으로 하중을 재하하는 방법에 따라 응력과 침하특성을 비교하였으며, 하중재하 방법의 차이를 정량적으로 평가하기 위하여 응력경로와 주응력 방향의 회전영향을 평가하였다. 실험결과 동일 시험조건에서 하중재하 방법에 따라 침하량과 토압이 달라지며, 이동하중의 경우 고정된 지점에서의 정적하중보다 침하량이 약 6배, 반복하중보다 약 2배 이상 크게 발생하였다. 응력경로에서도 고정된 지점에서의 반복하중보다 응력경로의 길이(L)는 2배 이상이 길고 전단변형에 영향을 주는 축차응력도 약 2배 이상 크게 나타났다. 또한, 도상자갈이 있는 궤도에서의 이동하중의 경우 주응력 방향의 회전각이 약 ${\Delta}{\theta}=40^{\circ}$ 최대 응력의 약 60%정도 발생하고 있으며, 주응력 방향의 회전에 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있었다.
In this paper, theoretical approach with applications of the periodic wave solutions in an elastic material is applied by study the effect of initial stress, and rotation, on the radial displacement and the corresponding stresses in non-homogeneous orthotropic material. An Analytical solution for the elastodynamic equation has obtained concerning the component of displacement. The variations of stresses and displacements have shown graphically. Comparisons with previously published results in the absence of initial stress, rotation and non-homogeneity have made. Finally, numerical results have given and illustrated graphically for each case considered.
과압밀점토의 응력-변형 거동에 중요한 영향을 미치는 변형률 속도에 관하여 다루었다. 본 연구에서는 응력경로 회전각, 과압밀비 그리고 접근길이를 포함한 응력이력과 재하속도 이력 및 재하속도를 포함한 시간이력을 변화시켜 압밀-배수 응력경로 삼축 실험을 수행하였다. 실험 결과 모든 영향인자에 대하여 시간이 증가할수록 변형률 속도 역시 증가하였다. 또한, 회전각의 정의에 따라 상이한 변형률 속도의 값을 보였고, 과압밀비와 재하속도가 증가할수록 변형률 속도 역시 증가하였다. 응력이력에서는 응력-변형 거동과 변형률 속도간의 상관성이 존재하였지만 시간이력에서는 응력-변형-변형률 속도의 상관성을 보이지 않았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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