Spring-back of MS1470 steel sheets was numerically predicted using a non-linear kinematic hardening material behavior based on the Yoshida-Uemori model. From uniaxial tension and uniaxial tension-compression-tension data as well as the uniaxial tension-unloading-tension data, the parameters of the Yoshida-Uemori model were obtained. For the numerical simulations, the Yoshida-Uemori model was implemented into the commercial finite element program, ABAQUS/Explicit and ABAQUS/Standard using the user-defined material subroutines. The model performance was validated against the measured spring-back from the benchmark problems of NUMISHEET 2008 and NUMISHEET 2011, the 2-D draw bending test and the S-rail forming test, respectively.
Rock as a mass generally exhibits discontinuities, commonly witnessed in rock slopes and underground structures like tunnels, rock pillars etc. When these discontinuities experiences loading, a new crack emerges from them which later propagates to a macro scale level of failure. The failure pattern is often influenced by the nature of discontinuity, geometry and loading conditions. The study of crack growth in rocks, namely its initiation and propagation, plays an important role in defining the true strength of rock and corresponding failure patterns. Many researchers have considered the length of the discontinuity to be fully persistent on rock or rock-like specimens by both experimental and numerical methods. However, only during recent decades, there has been a substantial growth in research interest with non-persistent discontinuities where the crack growth and its propagation phenomenon were found to be much more complex than persistent ones. The non-persistence fractures surface is generally considered to be open and closed. Compared to open flaws, there is a difference in crack growth behaviour in closed or narrow flaws due to the effect of surface closure between them. The present paper reviews the literature that has contributed towards studying the crack growth behaviour and its failure characteristics on both open and narrow flaws subjected to uniaxial and biaxial compression loading conditions.
기존의 많은 연구에서 비구속 콘크리트에 비해 FRP로 구속된 콘크리트는 강도 및 연성의 탁월한 증진 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 그러나, FRP로 구속된 콘크리트에 대한 보강 설계 시 구속 효과에 의한 정확한 평가가 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 FRP로 구속된 콘크리트의 강도 및 변형률을 예측하고자 하였다. 이를 위해서 102개의 실험체를 제작하여 일축압축실험을 수행하였으며 축하중, 축방향 변형률 및 횡방향 변형률을 측정하였다. 또한, 보다 정확한 극한응력과 변형률 예측식을 개발하기 위하여 기존 연구 결과를 이용하였다. 본 연구에서는 FRP로 구속된 콘크리트의 압축강도 실험을 통해 강도 및 변형률 예측 모델을 제안하였다. 제안된 식은 기존의 설계식에 비해 극한응력과 파괴 변형률을 보다 정확하게 예측하였다. 결과적으로, 본 연구에서 제안된 식은 구속된 콘크리트의 보수 보강을 위한 응력-변형률 모델에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.
PURPOSES : Emulsified asphalt is critical for road construction. The objective of applying asphalt emulsion as an adhesive is to prevent the phenomenon of debonding between the upper and lower layers. The quantity and veriety of bituminous material can be varied according to the type of pavement and site conditions. The objective of this study is to reveal the optimum application rates of the emulsified asphalt materials by types of tack-coats using Interface Shear Strength(ISS). METHODS : In the research, emulsified asphalt was paved on the surface of the divided mixture. The specimens of paving asphalt emulsion were utilized to evaluate the bond strength of tack-coat materials. In the evaluation process, NCHRP Report 712 was utilized to investigate the Interface Shear Strength, which reflects the bond capacity of asphalt emulsion. Then, the optimum residual application rates by tack-coat types were determined using regression analysis. RESULTS :As a consequence of squared R values investigated from 0.7 to 1 as part of the regression analysis, the tendency of predicted ISS values was compared with the results. The optimum residual application rates of AP-3, RS(C)-4, QRS-4, and BD-Coat were determined to be $0.78{\ell}/m^2$, $0.51{\ell}/m^2$, $0.53{\ell}/m^2$, and $0.73{\ell}/m^2$, respectively, utilizing 4th regression analysis. CONCLUSIONS :Based on the result of this study, it was not feasible to conclude whether higher residual application of tack-coat material leads to improved bond capacity. Rather, the shearing strength varies depending on the type of pavement.
It is well known that acoustic emission (AE) is indicator of rock fracturing or damage as rock is brought to failure under the uniaxial compressive loads. In this paper, an experimental study on the source location of acoustic emission on the cylindrical specimens of granite under uniaxial compression test was made. The AE source location was made by measuring the six channel AE data. Comparing to this experiment, the numerical method is applied to model the initiation and propagation of fracture by AE using a numerical code, RFPA (Realistic Failure Process Analysis). This code incorporates the mesoscopic heterogeneity in Young's modulus and rock strength characteristic of rock masses. In the numerical models, values of Young's modulus and rock strength are realized according to a Weibull distribution in which the distribution parameters represent the level of heterogeneity of the medium. The results of the simulations show that RFPA can be used not only to produce acoustic emission similar to those measurements in our experiments, but also to predict fracturing patterns under uniaxial loading condition.
흑연은 우수한 열특성을 지니기 때문에 로켓 노즐목 재료로 많이 이용된다. 하지만 흑연은 소성영역을 동반하지 않으며 파괴되는 준취성 특성을 보이므로 일반구조재료와 비교해 보았을 때, 강도 관점에서 상대적으로 취약하며, $450^{\circ}C$ 이상에서 산화가 발생한다. 따라서 흑연 재료의 실구조체 적용을 위하여 이 재료에 대한 기계적 열적 특성 평가가 요구된다. 본 논문에서는 ATJ 계열 흑연의 고온파단특성에 대한 실험적인 연구를 수행하였다. 특히, 온도와 하중, 그리고 산화조건을 변수로 두어 강도 및 파단특성에 대한 상관관계를 연구하였다. 이를 위하여 ASTM 규정을 준수하여 상온, 500, $1,000^{\circ}C$에서 일축 압축 및 인장시험을 수행하였으며, 파단면은 SEM 촬영을 통하여 분석하였다.
Qi, Wang;Shuo, Xu;Ke, Gao Hong;Peng, Zhang;Bei, Jiang;Hong, Liu Bo
Geomechanics and Engineering
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제23권1호
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pp.61-69
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2020
The uniaxial compressive strength (UCS) of rock is a basic parameter in underground engineering design. The disadvantages of this commonly employed laboratory testing method are untimely testing, difficulty in performing core testing of broken rock mass and long and complicated onsite testing processes. Therefore, the development of a fast and simple in situ rock UCS testing method for field use is urgent. In this study, a multi-function digital rock drilling and testing system and a digital core bit dedicated to the system are independently developed and employed in digital drilling tests on rock specimens with different strengths. The energy analysis is performed during rock cutting to estimate the energy consumed by the drill bit to remove a unit volume of rock. Two quantitative relationship models of energy analysis-based core drilling parameters (ECD) and rock UCS (ECD-UCS models) are established in this manuscript by the methods of regression analysis and support vector machine (SVM). The predictive abilities of the two models are comparatively analysed. The results show that the mean value of relative difference between the predicted rock UCS values and the UCS values measured by the laboratory uniaxial compression test in the prediction set are 3.76 MPa and 4.30 MPa, respectively, and the standard deviations are 2.08 MPa and 4.14 MPa, respectively. The regression analysis-based ECD-UCS model has a more stable predictive ability. The energy analysis-based rock drilling method for the prediction of UCS is proposed. This method realized the quick and convenient in situ test of rock UCS.
In order to study the effect of moisture on the compressive strength of low-strength hollow concrete blocks, an experimental study was carried out on 96 samples of locally manufactured hollow concrete blocks collected from three different locations. Uniaxial compression tests were conducted on dry specimens and three types of saturated specimens with moisture contents of 30%, 50% and 80% respectively. The range of moisture content adopted covered the range within which the concrete block samples are saturated in the dry and monsoon seasons. The compressive strength of low-strength hollow concrete blocks decreases with increase in moisture content and the relationship between compressive strength of hollow concrete blocks and their moisture content can be considered to be linear. However, the strength degradation of 30% moist concrete blocks with respect to dry blocks is relatively low and can be considered to be comparable to dry concrete blocks. A formula indicating the relationship between the moisture content and compressive strength of low-strength hollow concrete blocks is also proposed.
콘크리트의 일축압축실험에서 축하중이 발생함에 따라 새로운 균열이 발생하고 이 균열의 확장이 파괴의 주된 원인이 되는 경우가 대부분인데 이는 입자 결합 모델에서 입자간의 결합이 파괴되어 해석 대상체의 균열 모사와 유사하게 해석될 수 있어 콘크리트의 표준 공시체에 대하여 일축압축실험의 모사 가능성을 연구하였다. 그러나 입자 결합 모델은 해석 대상체를 입자간의 집합체로 모사하기 때문에 입자간의 결합을 결정하는 미시변수에 의해서 해석 대상의 거시물성이 변하게 되어 이들 변수간의 정량적인 관계를 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서 사용된 접촉 결합 모델에서는 총 8개의 미시변수가 있어 이들 변수와 일축압축실험결과 나오는 거시물성-탄성계수, 일축압축강도, 포아송비-와 콘크리트의 압축파괴거동에 관련이 있는 균열 개시 응력과 일축압축강도와의 비로서 5개의 거시물성에 대하여 부분배치법 및 회귀분석을 통하여 이들 간의 정량적인 관계를 도출하였고 그 결과 일축압축강도를 가정한 가상시료 및 조사 자료로부터 얻은 일축압축강도를 비교적 잘 모사할 수 있었다. 또한 해석을 수행한 공시체의 응력-변형률 곡선이나 응력 수준별 균열 발생의 빈도 및 파괴거동을 관찰한 결과 일반적인 콘크리트의 일축압축하중 하에서의 파괴거동과 상당부분 유사함을 보여 입자 결합 모델을 이용하여 콘크리트 공시체에 대한 일축압축실험을 잘 모사할 수 있다고 본다.
일반적으로 콘크리트는 높은 압축강도에 비해 매우 낮은 휨강도 및 인장강도를 가진 재료지만 고인성 콘크리트의 경우 다량의 섬유를 혼입함으로써 높은 인장강도를 가지는 한편, 균열 발생 후에도 변형경화 현상을 보이며 높은 인성을 가지게 된다. 따라서 이러한 고인성 콘크리트의 인장특성을 평가하기 위해서는 기존 콘크리트의 시험방법과 다른 일축인장시험이 필수적이라 할 수 있다. 그러나 콘크리트의 압축시험에 있어서도 치수, 형상, 단부조건 등의 요인이 변하면 얻어지는 결과가 상이한 상황에서, 시멘트계 재료의 인장시험에서는 재료의 특성상, 섬유의 배향 문제에서부터 섬유길이와 공시체 단면치수의 관계가 결과에 영향을 미치게 된다. 이에 본 연구에서는 시험체 치수 및 시험방법에 따른 고인성 콘크리트의 인장특성을 검토하였고, 시험체 치수가 얇아질수록 섬유배열이 곧게 되어 더 높은 성능을 발휘함을 확인 할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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