• 제목/요약/키워드: strain penetration

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양산점토의 비배수 특성에 대한 시료교란의 효과 (The Effects of Sample Disturbance on Undrained Properties of Yangsan Clay)

  • 김길수;임형덕;이우진
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.639-646
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    • 2000
  • It is important to estimate the mechanical properties of clay since it is directly related to the design and the construction of geotechnical structures. Site exploration, which is composed of boring, sampling, in-situ, or laboratory tests, is preformed to estimate the mechanical properties. However, mechanical properties of clay measured from laboratory test may be different from in-situ properties due to disturbances occurred during sampling, transportation, storage, and trimming. In this study, the degree of disturbance according to sampling method was estimated with the test results of CK/sub o/U triaxial compression test on Yangsan clay. The soil samples were obtained by three types of sampling method, j.e., 76mm-tube sampler, 76mm-piston sampler, and block sampler. In order to evaluate the quality of samples, volumetric strain, undrained shear strength, secant Young's modulus, and pore pressure coefficient at peak measured from each sample were compared with one another. From the test results, it was observed that mechanical properties of the block and piston samples were more reliable than those of tube samples. But it was observed that the water content of piston was similar to that of tube samples at given depths while the water content of block samples was 14.3∼15.8% smaller than that of piston and tube samples. In addition to the evaluation of the quality of samples, relationship between c/sub u// σ/sub vc/'and OCR was established from the results of the CK/sub o/U triaxial compression tests, which were carried out using SHANSEP method. And also undrained shear strength was analyzed using the in-situ test data such as Cone Penetration Test(CPT), Dilatometer Test(DMT), and Field Vane Test(FVT) and was compared with that evaluated from CK/sub o/U triaxial compression test.

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노심용융사고 시 관통노즐이 제거된 원자로용기 하부헤드의 구조 건전성 평가 (Structural Integrity Evaluation of Reactor Pressure Vessel Bottom Head without Penetration Nozzles in Core Melting Accident)

  • 이연주;김종민;김현민;이대희;정장규
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권3호
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    • pp.191-198
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    • 2014
  • 본 논문에서는 노심용융사고 시 관통노즐이 제거된 원자로용기 하부헤드의 구조 건전성 평가를 수행하였다. 열응력, 노심용융물의 질량 그리고 내압조건의 해석결과를 고려할 때, 하부헤드의 열응력에 의한 영향이 가장 크게 나타났다. 손상 가능성은 파손기준에 따라 평가하였으며, 등가소성변형률이 임계변형률 파손기준보다 낮은 수준으로 평가되었다. 열-구조물 연성해석 결과 하부헤드의 두께 중간층에서 항복강도보다 낮은 응력이 발생한 탄성영역 구간을 확인하였다. 내압이 커지면서 탄성영역 범위가 점차 좁아지면서 탄성영역이 내벽으로 이동하는 결과를 확인하였고, 노심용융사고 시 구조적 건전성을 만족하는 것으로 평가되었다.

해상 교량기초용 대형 원형강관 가설공법의 무선 원격 안정성 모니터링을 위한 현장실험 (Field Study on Wireless Remote Sensing for Stability Monitoring of Large Circular Steel Pipe for Marine Bridge Foundation)

  • 박민철;이종섭;유정동
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제36권11호
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    • pp.71-81
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    • 2020
  • 해상 교량기초용 대형 원형강관 가설공법은 가물막이와 작업대의 역할을 함께 수행할 수 있는 공법으로 개발되었다. 본 연구의 목적은 현장실험을 통해 시공과 운용 중 대형 원형강관의 안정성을 모니터링하기 위한 무선 원격계측시스템을 검증하는 것이다. 현장실험을 위해 수심 4m의 인공 해상 지반을 조성하였으며, 직경 5m, 높이 9.5m인 대형 원형강관을 석션 관입하였다. 대형 원형강관의 근입 깊이는 5m이다. 경사계와 변형률계는 상부 모듈의 서로 다른 네 면에 설치되었으며, 강관의 운반, 시공, 해체 전 과정에 걸쳐 경사각과 응력을 모니터링하였다. 실험결과, 경사계로 측정된 경사각은 석션 관입 중 일정하게 유지되었으나 x축 방향으로 더 크게 기울어진 것으로 나타났다. 또한, 서로 다른 면에 설치되어 있어도 같은 축 방향의 경사각은 거의 같게 측정되었다. 변형률계로 측정된 응력은 석션 관입 시 증가하였고, 인발 시 감소하였다. 또한, 측정된 응력으로부터 강관에 편심이 작용하고 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 경사계와 변형률계로 구축된 무선 원격계측 시스템이 대형 원형강관의 안정성 모니터링에 유용하게 활용될 수 있음을 보여준다.

CPT와 DMT를 이용한 부산점토의 최대전단탄성계수 추정방법에 관한 연구 (The Prediction Method of the Small Strain Shear Modulus for Busan Clay Using CPT and DMT)

  • 홍성진;윤형구;이종섭;이우진
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.5-16
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    • 2009
  • 본 연구는 콘 관입시험(CTP)과 딜라토미터시험(DMT)을 이용한 부산지역 점토의 최대전단탄성계수 추정($G_{max}$)에 관한 것이다. 이를 위해 부산신항 지역과 녹산지역에서 피에조콘 관입시험(CPT) 및 달라토미터시험(DMT)를 수행하였으며, 비교란 시료를 채취하여 hybrid oedometer 시험을 실시하였다. Oedometer 내벽에 장착된 벤더엘리먼트로 전단파 속도를 측정하여 최대전단탄성계수를 산정하였으며, 이를 바탕으로 부산점토의 최대전단탄성계수와 구속응력, 간극비, 응력이력간의 관계를 파악하였다. 현장시험 및 실내시험을 분석한 결과, $q_t$$G_{max}$의 상관계수 ${\alpha}_G$는 소성지수에 반비례하는 것으로 나타났으며, $E_D$$G_{max}$의 상관계수 $R_G$는 ($I/I_D$)$(p_a/{\sigma}'_v)^{0.5}$와 비례관계를 나타냈다. 이러한 관계를 바탕으로 본 연구에서는 CPT와 DMT 시험으로부터 $G_{max}$를 추정하는 방법을 개발하였으며, 제안된 방법은 부산점토의 최대전단탄성계수를 적절하게 예측하는 것으로 관찰되었다.

소각 X-선 산란을 이용한 고무입자로 강인화된 폴리카보네이트의 변형에 관한 연구 (Small Angle X-ray Scattering Studies on Deformation Behavior of Rubber Toughened Polycarbonate)

  • 조길원;최재승;양재호;강병일
    • 접착 및 계면
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    • 제3권4호
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    • pp.19-26
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    • 2002
  • 고무입자로 강인화된 폴리카보네이트의 강인화 메커니즘을 연구하기 위하여 synchrotron X-선을 이용한 소각 X-선 산란법을 이용하여 실시간으로 변형 과정에서의 폴리카보네이트 내의 micro-void의 생성과 성장과정을 조사하였다. 시료는 직경 $0.3{\mu}m$의 가교화된 아크릴 고무입자로 강인화된 폴리카보네이트이며 wedge test 방식으로 시료에 변형을 가하면서 X-선을 조사하여 산란빔의 세기 변화를 살펴보았다. 변형이 증가함에 따라 산란빔의 세기가 증가하며 이는 폴리카보네이트 매트릭스 내의 micro-void의 생성에 의한 것으로 추정된다. 이러한 micro-void는 폴리카보네이트 매트릭스 내부에 생선된 것으로서 이는 고무입자와 매트릭스간의 계면분리 현상이나 고무입자 내부의 cavitation에 의한 void는 아닌 것으로 추정된다. 이 micro-void는 큰 void들과는 달리 특정한 변형 정도에 이르러 일정한 크기를 갖고 생성되기 시작하며 변형 정도가 증가하여도 그 크기는 증가하지 않고 단지 그 양만이 계속적으로 증가함을 알 수 있다.

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Distribution of Excess Porepressure caused by PCPT into OC clay

  • Lee, Woo-Jin
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2006년도 추계 학술발표회
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    • pp.312-333
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    • 2006
  • This paper presents the results of an analysis of the excess porewater pressure distribution due to piezocone penetration in overconsolidated clays. From piezocone test results for moderately and heavily overconsolidated clays, it was observed that the excess porewater pressure increases monotonically from the piezocone surface to the outer boundary of the shear zone and then decreases logarithmically to the outer boundary of the plastic zone. It was also found that the size of the shear zone decreases from approximately 2.2 to 1.5 times the cone radius with increasing OCR, while the plastic radius is about 11 times the piezocone radius, regardless of the OCR. The equation developed in this study based on the modified Cam clay model and the cylindrical cavity expansion theory, which take into consideration the effects of the strain rate and stress anisotropy, provide a good prediction of the initial porewater pressure at the piezocone location. The method of predicting the spatial distribution of excess porewater pressure proposed in this study is based on a linearly increasing ${\Delta}u_{shear}$. In the shear zone and a logarithmically decreasing ${\Delta}u_{oct}$, and is verified by comparing with the excess porewater pressure measured in overconsolidated specimens at the calibration chamber.

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피에조콘 시험의 유한요소 해석 II (Finite Element Analysis of Piezocone Test II)

  • 김대규;김낙경
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.191-199
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    • 2000
  • 본 연구에서는 피에조콘 시험의 유한요소해석을 수행하였다. 이를 위하여 점탄소성 bounding surface 모델, 가상일의 방정식(virtual work equation) 및 theory of mixtures를 Updated Lagrangian reference frame에서 formulation하였다. 결과적으로 구성된 유한요소 formulation을 컴퓨터 프로그래밍 하였으며 유한요소해석에서 얻은 콘 저항치, 과잉간극수압 및 간극수압소산 등의 결과를 실험치와 비교 분석하였으며 피에조콘 주변의 응력, 변형율 및 과잉간극수압의 contour를 유한요소해석에서 구하여 이를 고찰하였다. 비등방성 및 점성이 추가된 구성모델을 사용함으로서 응력의 비등방성 및 관입속도를 효과적으로 simulation할 수 있었다. 유한요소 Formulation 과정은 'I' 결과는 'II'에서 설명된다.

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Ballistic impact analyses of triangular corrugated plates filled with foam core

  • Panigrahi, S.K.;Das, Kallola
    • Advances in Computational Design
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    • 제1권2호
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    • pp.139-154
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    • 2016
  • The usage of sandwich structure is extensively increasing in lightweight protective structures due to its low density and other useful properties. Sandwich panels made of metal sheets with unfilled cellular cores are found to exhibit lower deflections by comparing to an equivalent monolithic plate of same metal and similar mass per unit density. However, the process of localized impact on solid structures involving plastic deformation, high strain rates, temperature effect, material erosion, etc. does not hold effectively as that of monolithic plate. In present work, the applications of the sandwich plate with corrugated core have been extended to develop optimized lightweight armour using foam as medium of its core by explicit finite element analysis (FEA). The mechanisms of hardened steel projectile penetration of aluminum corrugated sandwich panels filled with foams have been numerically investigated by finite element analysis (FEA). A comparative study is done for the triangular corrugated sandwich plate filled with polymeric foam and metallic foam with different densities in order to achieve the optimum penetration resistance to ballistic impact. Corrugated sandwich plates filled with metallic foams are found to be superior when compared to the polymeric one. The optimized results are then compared with that of equivalent solid and unfilled cores structure to observe the effectiveness of foam-filled corrugated sandwich plate which provides an effective resistance to ballistic response. The novel structure can be the alternative to solid aluminum plate in the applications of light weight protection system.

T형 평면용접이음재의 응력해석과 굽힘피로강도에 관한 연구 (A Study on Stree Analysis and Bending Fatigue Strength of One Side Fillet Welded T-joint)

  • 강성원;이태훈;전재목;김충희
    • 한국해양공학회지
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    • 제13권2호통권32호
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    • pp.51-57
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    • 1999
  • In this study, one side fillet welded T-joint, used in box type girder and other welding structure, was investigated by stress analysis and bending fatigue test without edge preparation, with variation of joint shape. The purpose of this study is to give the welding condiltion and design standard on manufacturing one side fillet welded T-joint. As a result, the following conclusions were obtained. 1) In one side fillet welded T-joint, the larger the leg length and the penetration depth, the greater the bending fatigue strength because reduction of stress and strain on toe and root. The increase of the longitudinal leg length rather than vertical leg length contributed to the increase in bending fatigue strength. 2) In one side fillet welded T-joint without edge preparation, both general manual welding and general automatic welding were carried out with same condition. In this case, automatic welding showed deeper penetration and more increased longitudinal leg length than manual welding, so that automatic welding offers greater bending fatigue strength. 3) For one side fillet welded T-joint without edge preparation with automatic welding, the ratio(h/t) of the leg length(h) and the main plate thickness(t) in which toe crake can occur was 1.0 over.

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Incorporating uplift in the analysis of shallowly embedded pipelines

  • Tian, Yinghui;Cassidy, Mark J.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제40권1호
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    • pp.29-48
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    • 2011
  • Under large storm loads sections of a long pipeline on the seabed can be uplifted. Numerically this loss of contact is extremely difficult to simulate, but accounting for uplift and any subsequent recontact behaviour is a critical component in pipeline on-bottom stability analysis. A simple method numerically accounting for this uplift and reattachment, while utilising efficient force-resultant models, is provided in this paper. While force-resultant models use a plasticity framework to directly relate the resultant forces on a segment of pipe to the corresponding displacement, their historical development has concentrated on precisely modelling increasing capacity with penetration. In this paper, the emphasis is placed on the description of loss of penetration during uplifting, modelled by 'strain-softening' of the force-resultant yield surface. The proposed method employs uplift and reattachment criteria to determine the pipe uplift and recontact. The pipe node is allowed to become free, and therefore, the resistance to the applied hydrodynamic loads to be redistributed along the pipeline. Without these criteria, a localised failure will be produced and the numerical program will terminate due to singular stiffness matrix. The proposed approach is verified with geotechnical centrifuge results. To further demonstrate the practicability of the proposed method, a computational example of a 1245 m long pipeline subjected to a large storm in conditions typical of offshore North-West Australia is discussed.