The mechanical properties of the concrete-frozen soil interface play a significant role in the stability and service performance of construction projects in cold regions. Current research mainly focuses on the precast concrete-frozen soil interface, with limited consideration for the more realistic cast-in-place concrete-frozen soil interface. The two construction methods result in completely different contact surface morphologies and exhibit significant differences in mechanical properties. Therefore, this study selects silty clay as the research object and conducts direct shear tests on the concrete-frozen soil interface under conditions of initial water content ranging from 12% to 24%, normal stress from 50 kPa to 300 kPa, and freezing temperature of -3℃. The results indicate that (1) both interface shear stress-displacement curves can be divided into three stages: rapid growth of shear stress, softening of shear stress after peak, and residual stability; (2) the peak strength of both interfaces increases initially and then decreases with an increase in water content, while residual strength is relatively less affected by water content; (3) peak strength and residual strength are linearly positively correlated with normal stress, and the strength of ice bonding is less affected by normal stress; (4) the mechanical properties of the cast-in-place concrete-frozen soil interface are significantly better than those of the precast concrete-frozen soil interface. However, when the water content is high, the former's mechanical performance deteriorates much more than the latter, leading to severe strength loss. Therefore, in practical engineering, cast-in-place concrete construction is preferred in cases of higher negative temperatures and lower water content, while precast concrete construction is considered in cases of lower negative temperatures and higher water content. This study provides reference for the construction of frozen soil-structure interface in cold regions and basic data support for improving the stability and service performance of cold region engineering.
A laboratory investigation into crude oil contaminated sand-concrete interface behavior is performed. The interface tests were carried out through a direct shear apparatus. Pure sand and sand-bentonite mixture with different crude oil contents and three concrete surfaces of different textures (smooth, semi-rough, and rough) were examined. The experimental results showed that the concrete surface texture is an effective factor in soil-concrete interface shear strength. The interface shear strength of the rough concrete surface was found higher than smooth and semi-rough concrete surfaces. In addition to the texture, the normal stress and the crude oil content also play important roles in interface shear strength. Moreover, the friction angle decreases with increasing crude oil content due to increase of oil concentration in soil and it increases with increasing interface roughness.
Mohammadi, Amirhossein;Ebadi, Taghi;Boroomand, Mohammad Reza
Geomechanics and Engineering
/
v.20
no.4
/
pp.299-312
/
2020
The aim of this paper was to investigating the effects of soil relative density, construction materials roughness, oil type (gasoil, crude oil, and used motor oil), and oil content on the internal and interface shear behavior of sand with different construction materials by means of a modified large direct shear test apparatus. Tests conducted on the soil-soil (S-S), soil-rough concrete (S-RC), soil-smooth concrete (S-SC), and soil-steel (S-ST) interfaces and results showed that the shear strength of S-S interface is always higher than the soil-material interfaces. Internal and interface friction angles of sand beds increased by increase in relative density and decreased by increasing oil content. The oil properties (especially viscosity) played a major role in interface friction behavior. Despite the friction angles of contaminated sands with viscous fluids drastically decreased, it compensated by the apparent cohesion and adhesion developed between the soil grains and construction materials.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
/
2000.10a
/
pp.87-92
/
2000
The real situation of an underground reinforced concrete(RC) structure with the surrounding soil medium subjected to seismic load is quite difficult to be simulated through an expensive work and, even if it is possible to arrange such an experiment, it will be too expensive. So development of analytical method can be applied usefully to seismic design and seismic retrofit through an analysis of seismic behavior and seismic performance evaluation. A path-dependent constitutive model for soil that can estimate the response of soil layer is indispensible for dealing with kinematic interaction of RC/soil entire system under seismic loads. And interface model which deals with the dynamic interaction of RC/soil entire system is also necessary. In this study, finite element analysis program that can consider path-dependent behavior of RC and soil, and interfacial behavior between RC and soil is developed for rational seismic analysis of RC/soil entire system. Using this program, nonlinear behavior of interface between RC and soil is analyzed, and the effect of interfacial behavior to entire system is investigated.
Zhang, Chunshun;Ji, Jian;Gui, Yilin;Kodikara, Jayantha;Yang, Sheng-Qi;He, Lei
Geomechanics and Engineering
/
v.11
no.3
/
pp.361-372
/
2016
The soil-concrete interface shear strength, although has been extensively studied, is still difficult to predict as a result of the dependence on many factors such as normal stresses, surface roughness, particle sizes, moisture contents, dilation angles of soils, etc. In this study, a well-known rigorous statistical learning approach, namely the least squares support vector machine (LS-SVM) realized in a ubiquitous spreadsheet platform is firstly used in estimating the soil-structure interface shear strength. Instead of studying the complicated mechanism, LS-SVM enables to explore the possible link between the fundamental factors and the interface shear strengths, via a sophisticated statistic approach. As a preliminary investigation, the authors study the expansive soils that are found extensively in most countries. To reduce the complexity, three major influential factors, e.g., initial moisture contents, initial dry densities and normal stresses of soils are taken into account in developing the LS-SVM models for the soil-concrete interface shear strengths. The predicted results by LS-SVM show reasonably good agreement with experimental data from direct shear tests.
Haeri, Hadi;Sarfarazi, Vahab;Zhu, Zheming;Marji, Mohammad Fatehi;Masoumi, Alireza
Smart Structures and Systems
/
v.23
no.1
/
pp.81-90
/
2019
The shear behavior of soil-concrete interface is mainly affected by the surface roughness of the two contact surfaces. The present research emphasizes on investigating the effect of roughness of soil-concrete interface on the interface shear behavior in two-layered laboratory testing samples. In these specially prepared samples, clay silt layer with density of $2027kg/m^3$ was selected to be in contact a concrete layer for simplifying the laboratory testing. The particle size testing and direct shear tests are performed to determine the appropriate particles sizes and their shear strength properties such as cohesion and friction angle. Then, the surface undulations in form of teeth are provided on the surfaces of both concrete and soil layers in different testing carried out on these mixed specimens. The soil-concrete samples are prepared in form of cubes of 10*10*30 cm. in dimension. The undulations (inter-surface roughness) are provided in form of one tooth or two teeth having angles $15^{\circ}$ and $30^{\circ}$, respectively. Several direct shear tests were carried out under four different normal loads of 80, 150, 300 and 500 KPa with a constant displacement rate of 0.02 mm/min. These testing results show that the shear failure mechanism is affected by the tooth number, the roughness angle and the applied normal stress on the sample. The teeth are sheared from the base under low normal load while the oblique cracks may lead to a failure under a higher normal load. As the number of teeth increase the shear strength of the sample also increases. When the tooth roughness angle increases a wider portion of the tooth base will be failed which means the shear strength of the sample is increased.
Liyun Tang;Yang Du;Liujun Yang;Xin Wang;Long Jin;Miaomiao Bai
Structural Engineering and Mechanics
/
v.86
no.5
/
pp.663-671
/
2023
Freeze-thaw cycles induce strength loss at the frozen soil-concrete interface and deterioration of bonding, which causes construction engineering problems. To clarify the deterioration characteristics of the interface under the freeze-thaw cycle, a frozen soil-concrete sample was used as the research object, an interface scanning electron microscope test under the freeze-thaw cycle was carried out to identify the micro index information, and an interface shear test was carried out to explore the loss law of interface shear strength under the freeze-thaw cycle. The results showed that the integrity of the interface was destroyed, and the pore number and pore size of the interface increased significantly with the number of freeze-thaw cycles. The connection form gradually deteriorates from surface-to-surface contact to point-to-surface contact and point-to-point contact, and the interfacial shear strength decreases the most at 0-3 freeze-thaw cycles, with small decreases from to 3-8 cycles. After 12 freeze-thaw cycles, the interfacial shear strength tends to be stable, and shear the failure occurs internally in the soil.
In this study, structural behavior of plastic greenhouse foundation was investigated using rational finite element modeling for structures which have different material properties each other. Because the concrete foundation of plastic greenhouse and soil which surround and support the concrete foundation have very different material property, the boundary between two structures were modeled by a interface element. The interface element was able to represent sliding, separation, uplift and re-bonding of the boundary between concrete foundation and soil. The results of static and dynamic analysis showed that horizontal and vertical displacement of concrete foundation displayed a decreasing tendency with increasing depth of foundation. The second frequency from modal analysis of structure including foundation and soil was estimate to closely related with wind load.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
/
2001.11a
/
pp.471-476
/
2001
Even though structural performance evaluation techniques for reinforced concrete structures have been improved, there are still many problems in the evaluation of structural performance for underground structures which interacts with surrounding soils. Since experimental evaluation of underground RC structures considering the interaction with the surrounding soil medium is quite difficult to be simulated, the evaluation for underground RC structures using an analytical method can be applied very usefully, For underground structures interacted with surrounding soils, it is important to consider path-dependent RC constitutive model, soil constitutive model, and interface model between structure and soil, simultaneously. In this paper, an elastoplastic interface model which consider thickness was proposed and importance of interface model is discussed. The effects of stiffness of structures to entire underground RC system are investigated through numerical experiment for underground RC structure for different reinforcement ratios and thickness of interfaces.
Cast in situ and grouted concrete helical piles with 150-200 mm diameter half cylindrical ribs have become an economical and effective choice in Shanghai, China for uplift piles in deep soft soils. Though this type of pile has been successful used in practice, the reinforcing mechanism and the contribution of the ribs to the total resistance is not clear, and there is no clear guideline for the design of such piles. To study the inclusion of ribs to the contribution of shear resistance, the shear behaviour between silty sand and concrete slabs with parallel ribs at different spacing and angles were tested in a large direct shear box ($600mm{\times}400mm{\times}200mm$). The front panels of the shear box are detachable to observe the soil deformation after the test. The tests were modelled with three-dimensional finite element method in ABAQUS. It was found that, passive zones can be developed ahead of the ribs to form undulated failure surfaces. The shear resistance and failure mode are affected by the ratio of rib spacing to rib diameter. Based on the shape and continuity of the failure zones at the interface, the failure modes at the interface can be classified as "punching", "local" or "general" shear failure respectively. With the inclusion of the ribs, the pull out resistance can increase up to 17%. The optimum rib spacing to rib diameter ratio was found to be around 7 based on the observed experimental results and the numerical modelling.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.