KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.14
no.1
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pp.171-178
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1994
The skin friction on single piles was investigated by using an analytical study and a numerical analysis. The emphasis was given to the variation of skin friction on piles based on the load transfer mechanism developed for the consolidation of a surrounding soft clay. Local yield or slip at the pile-soil interface was taken into account by specifying a limiting value of shear stress. The response of a single pile was analyzed and compared to the results of field case study. Based on the results obtained, it is shown that the skin friction on a pile increases as the degree of consolidation increases and the ultimate axial forces result from the long term behavior of clay corresponding to the end of the consolidation. It is also found that the analysis using one-dimensional consolidation theory as well as two or three-dimensional non-linear analysis gives relatively reasonable results.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.31
no.3
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pp.133-140
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2018
This paper is concerned with the 2-D micostructure generation for $Ni-A{\ell}_2O_3$ dual-phase composite materials and the numerical analysis of mechanical characteristic of hierarchical models of microstructure which are defined in terms of the scale of microstructure. The microstructures of dual-phase composite materials were generated by applying the mathematical RMDF(random morphology description functions) technique to a 2-D RVE of composite materials. And, the hierarchical models of microstructure were defined by the number of Gaussian points. Meanwhile, the volume fractions of metal and ceramic particles were set by adjusting the level of RMD functions. The microstructures which were generated by RMDF technique are definitely random even though the total number of Gaussian points is the same. The randomly generated microstructures were applied to a 2-D beam model, and the variation of normal and shear stresses to the scale of microstructure was numerically investigated. In addition, through the crack analyses, the influence of RMDF randomness and Gauss point number on the crack-tip stress is investigated.
Belkorissat, Ismahene;Houari, Mohammed Sid Ahmed;Tounsi, Abdelouahed;Bedia, E.A. Adda;Mahmoud, S.R.
Steel and Composite Structures
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v.18
no.4
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pp.1063-1081
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2015
In this paper, a new nonlocal hyperbolic refined plate model is presented for free vibration properties of functionally graded (FG) plates. This nonlocal nano-plate model incorporates the length scale parameter which can capture the small scale effect. The displacement field of the present theory is chosen based on a hyperbolic variation in the in-plane displacements through the thickness of the nano-plate. By dividing the transverse displacement into the bending and shear parts, the number of unknowns and equations of motion of the present theory is reduced, significantly facilitating structural analysis. The material properties are assumed to vary only in the thickness direction and the effective properties for the FG nano-plate are computed using Mori-Tanaka homogenization scheme. The governing equations of motion are derived based on the nonlocal differential constitutive relations of Eringen in conjunction with the refined four variable plate theory via Hamilton's principle. Analytical solution for the simply supported FG nano-plates is obtained to verify the theory by comparing its results with other available solutions in the open literature. The effects of nonlocal parameter, the plate thickness, the plate aspect ratio, and various material compositions on the dynamic response of the FG nano-plate are discussed.
Recently, offshore wind farms are increasingly expected, because there are huge resource and large site in offshore. Jeju island has optimum condition for constructing a wind energy farm. Unlike the mainland, Jeju island has stratified structure distribution between rock layers sediments due to volcanic activation. In these case, it can be occur engineering problems in whole structures as well as the safety of foundation as the thickness and distribution of sediment under top rock layer can not support sufficiently the structure. One of the most obvious applications of the pressuremeter test is the solution of the problem of laterally loaded piles. A hyperbolic non-linear p-y criterion for rock is developed in this study that can be used in LPILE program, to predict the deflection, moment, and shear reponses of a shaft under the applied lateral loads. Finally, a comparison between the predicted and measured response at two different sites is shown to give an idea of the accuracy of the IFP method.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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v.7
no.1
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pp.35-50
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2013
Rapid and effective repair methods are desired to enable quick reopening of damaged bridges after an earthquake occurs, especially for those bridges that are critical for emergency response and other essential functions. This paper presents results of tests conducted as a proof-of-concept in the effectiveness of a proposed method using externally bonded carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites to rapidly repair severely damaged RC columns with different damage conditions. The experimental work included five large-scale severely damaged square RC columns with the same geometry and material properties but with different damage conditions due to different loading combinations of bending, shear, and torsion in the previous tests. Over a three-day period, each column was repaired and retested under the same loading combination as the corresponding original column. Quickset repair mortar was used to replace the removed loose concrete. Without any treatment to damaged reinforcing bars, longitudinal and transverse CFRP sheets were externally bonded to the prepared surface to restore the column strength. Measured data were analyzed to investigate the performance of the repaired columns compared to the corresponding original column responses. It was concluded that the technique can be successful for severely damaged columns with damage to the concrete and transverse reinforcement. For severely damaged columns with damaged longitudinal reinforcement, the technique was found to be successful if the damaged longitudinal reinforcement is able to provide tensile resistance, or if the damage is located at a section where longitudinal CFRP strength can be developed.
This study aimed to evaluate the effects of vitamin E (VE), ferulic acid (FA) and their combination supplementation on meat quality and antioxidant capacities of finishing pigs. Sixty barrows were randomly allocated to four experimental diets using a $2{\times}2$ factorial arrangement with 2 VE supplemental levels (0 or 400 mg/kg) and 2 FA supplemental levels (0 or 100 mg/kg) in basal diets. After 28 days, six pigs per treatment were slaughtered. The results showed that VE supplementation increased loin eye area of pigs (p<0.05) and FA supplementation increased $pH_{45min}$ value (p<0.05). The interaction of $FA{\times}VE$ was observed in shear force of longissimus dorsi muscle (p<0.05). Moreover, supplementation with VE decreased hepatic and sarcous malondialdehyde (MDA) content, increased hepatic glutathione (GSH) content and sarcous glutathione peroxidase (GSH-Px) activity (p<0.05). Additionally, supplementation with FA increased hepatic GSH-Px activity and decreased sarcous MDA content (p<0.05). However, dietary treatment did not affect the expression of genes related to nuclear factor, erythroid 2-like 2 (NFE2L2) pathway. These results suggest that dietary FA and VE could partially improve meat quality and antioxidant capacity of finishing pigs, but not by activating NFE2L2 pathway under the normal conditions of farming.
Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics
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v.9
no.1
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pp.59-69
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2001
The rotor blade is modeled using a composite box beam with arbitrary wall. The active constrained damping layers are bonded to the upper and lower surfaces of the box beam to provide active and passive damping. A finite element model, based on a hybrid displacement theory, is used in the structural analysis. The theory is capable of accurately capturing the transverse shear effects in the composite primary structure, the viscoelastic and the piezoelectric layers within the ACLs. A reduced order model is derived based on the Hankel singular value. A linear quadratic Gaussian (LQG) controller is designed based on the reduced order model and the available measurement output. However, the LQG control system fails to stabilize the perturbed system although it shows good control performance at the nominal operating condition. To improve the robust stability of LQG controller, the loop transfer recovery (LTR) method is applied. Numerical results show that the proposed controller significantly improves rotor aeromechanical stability and suppresses rotor response over large variations in rotating speed by increasing lead-lag modal damping in the coupled rotor-body system.
Zarnani, Saman;El-Emam, Magdi M.;Bathurst, Richard J.
Geomechanics and Engineering
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v.3
no.4
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pp.291-321
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2011
The paper describes a simple numerical FLAC model that was developed to simulate the dynamic response of two instrumented reduced-scale model reinforced soil walls constructed on a 1-g shaking table. The models were 1 m high by 1.4 m wide by 2.4 m long and were constructed with a uniform size sand backfill, a polymeric geogrid reinforcement material with appropriately scaled stiffness, and a structural full-height rigid panel facing. The wall toe was constructed to simulate a perfectly hinged toe (i.e. toe allowed to rotate only) in one model and an idealized sliding toe (i.e. toe allowed to rotate and slide horizontally) in the other. Physical and numerical models were subjected to the same stepped amplitude sinusoidal base acceleration record. The material properties of the component materials (e.g. backfill and reinforcement) were determined from independent laboratory testing (reinforcement) and by back-fitting results of a numerical FLAC model for direct shear box testing to the corresponding physical test results. A simple elastic-plastic model with Mohr-Coulomb failure criterion for the sand was judged to give satisfactory agreement with measured wall results. The numerical results are also compared to closed-form solutions for reinforcement loads. In most cases predicted and closed-form solutions fall within the accuracy of measured loads based on ${\pm}1$ standard deviation applied to physical measurements. The paper summarizes important lessons learned and implications to the seismic design and performance of geosynthetic reinforced soil walls.
The present study is dedicated to investigate the SH body-as well as Love-waves propagation effects in porous media with uncertain porosity and permeability. A unified formulation of the governing equations for one-dimensional (1-D) wave propagation in anisotropic porous layered media is presented deterministically. The uncertainties around the above two cited parameters are taken into account by random fields with the help of Monte Carlo Simulations (MCS). Random samples of the porosity and the permeability are generated according to the normal and lognormal distribution functions, respectively, with a mean value and a coefficient of variation for each one of the two parameters. After performing several thousands of samples, the mathematical expectation (mean) of the solution of the wave propagation equations in terms of amplification functions for SH waves and in terms of dispersion equation for Love-waves are obtained. The limits of the Love wave velocity in a porous soil layer overlaying a homogeneous half-space are obtained where it is found that random variations of porosity change the zeros of the wave equation. Also, the increase of uncertainties in the porosity (high coefficient of variation) decreases the mean amplification function amplitudes and shifts the fundamental frequencies. However, no effects are observed on both Love wave dispersion and amplification function for random variations of permeability. Lastly, the present approach is applied to a case study in the Adapazari town basin so that to estimate ground motion accelerations lacked in the fast-growing during the main shock of the damaging 1999 Kocaeli earthquake.
Wind field in mountainous regions demonstrates unique distribution characteristic as compared with the wind field of the flat area, wind load and wind effect are the key considerations in structural design of television towers situated in mountainous regions. The television tower to be constructed is located at the top of Xiushan Mountain in Nanjing, China. In order to investigate the impact of terrain factors of hilltops on wind loads, firstly a wind tunnel test was performed for the mountainous area within 800m from the television tower. Then the tower basal forces such as bending moments and shear strength were obtained based on high frequency force balance (HFFB) test. Based on the experiments, the improved method for determining the load combinations was applied to extract the response distribution patterns of foundation internal force and peak acceleration of the tower top, then the equivalent static wind loads were computed under different wind angles, load conditions and equivalent goals. The impact of terrain factors, damping ratio and equivalent goals on the wind load distribution of a television tower was discussed. Finally the equivalent static wind loads of the television tower under the 5 most adverse wind angles and 5 most adverse load conditions were computed. The experimental method, computations and research findings provide important references for the anti-wind design of high-rise structure built on hilltops.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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