일반적으로 Mohr-Coulomb 파괴 이론을 바탕으로 한 재료 파괴는 최대수직응력이나 최대전단응력 상태에서 파괴가 일어나는 것이 아니라 수직응력과 전단응력의 임계결합상태에서 파괴된다. 이에 본 연구에서는 배수성 아스팔트 혼합물 2종과 SMA 10mm혼합물 및 일반 밀입도 아스팔트 19mm를 이용한 $45^{\circ}C$와 $60^{\circ}C$에서 삼축압축시험을 실시하였다. Mohr-Coulomb의 파괴 이론을 바탕으로 삼축압축시험 결과를 정리한 결과 내부마찰각은 $38.9^{\circ}{\sim}46.9^{\circ}$로 다소 불규칙하게 측정되었으나 점착력의 경우 온도와 시편의 수침여부에 따라 다르게 나타났다. 또한, 아스팔트 혼합물의 간접인장강도시험과 삼축압축시험 상관관계를 알아보기 위해 삼축압축시험 결과로 평가된 점착력과 내부마찰각을 이용하여 계산된 이론적인 간접인장강도와 시험을 통해 직접 측정된 간접인장강도를 분석하였다. 두 간접인장강도 값은 비례하는 경향을 보였다.
Triaxial tests are essential to estimate the shear strength properties of the soil or rock. Normally triaxial tests are carried out on samples of 38 mm diameter and 76 mm height. Granular materials, predominantly used in base/sub-base construction of pavements or in railways have size range of 60-75 mm. Determination of shear strength parameters of those materials can be made possible only through triaxial tests on large diameter samples. This paper describes a large diameter cyclic triaxial testing facility set up in the Geotechnical Engineering lab of Indian Institute of Science. This setup consists of 100 kN capacity dynamic loading frame, which facilitates testing of samples of up to 300 mm diameter and 600 mm height. The loading ram can be actuated up to a maximum frequency of 10 Hz, with maximum amplitude of 100 mm. The setup is capable of carrying out static as well as dynamic triaxial tests under isotropic, anisotropic conditions with a maximum confining pressure of 1 MPa. Working with this setup is a difficult task because of the size of the sample. In this paper, a detailed discussion on the various problems encountered during the initial testing using the equipment, the ideas and solutions adopted to solve them are presented. Pilot experiments on granular sub-base material of 53 mm down size are also presented.
국내 석산에서 생산되는 골재를 사용하여 대형삼축시험과 대형직접전단시험을 동시에 수행한 후 전단특성을 비교하였다. 비교를 위하여 시험조건을 가능한 일치시켰으며, 상대밀도를 50%, 70%, 90%의 세 가지로 변화시켜 시험을 수행하였다. 시험결과 응력-변형률 거동은 두 가지 시험에서 동일하게 나타나며, 전단강도는 상대밀도의 크기에 따라 시험방법별로 추세가 달라진다. 즉, 낮은 상대밀도에서는 대형직접전단시험의 내부마찰각이 대형삼축압축시험 결과 값에 비하여 작게 나타나고, 높은 상대밀도에서는 이 현상이 역전됨을 확인하였다.
Unlike artificially created homogeneous materials, the process of calculating the elastic modulus of natural soil involves the possibility of errors. Because the stress-strain behavior of soil is nonlinear, the secant modulus of elasticity is often used based on 1/2 of the stress at failure. Since soil has the property of changing its elastic modulus depending on the confining pressure, numerical analysis models that analyze its behavior inevitably include complex elements. The hyperbolic model, which relatively accurately simulates the behavior immediately after loading in soft ground, assumes that the stress-strain curve of the consolidated undrained triaxial test is hyperbolic and requires the slope of the tangent line at the starting point. However, the slope of the initial tangent in the stress-strain curve obtained from an actual triaxial test is difficult to have regularity according to changes in confining pressure. Additionally, due to the characteristics of a hyperbola, even small changes in related factors cause large changes in the hyperbola. Therefore, there is a lot of randomness in the process of calculating model parameters from the triaxial test results, which causes large differences in the results. Therefore, the method of calculating the initial elastic modulus by the consolidation test presented in this study is also used to verify the method by the triaxial test. It can be applied. However, since this study was applied to only one sample showing typical consolidation characteristics, it is necessary to check samples with various physical properties in the future.
흙의 액상화 저항강도를 실내실험을 통해 산출할 때 일반적으로 반복삼축강도시험장비가 사용된다. 하지만, 국내의 경우 반복삼축강도시험 방법이 표준화되어 있지 않아 기관별로 상이한 실험방법으로 실험을 수행하고 있어 동일한 시료임에도 큰 편차가 발생하는 문제가 있다. 본 연구에서는 미국과 일본의 반복삼축강도시험 기준을 분석하고 이를 바탕으로 국내실정을 고려한 반복삼축강도시험 방법의 표준화를 수행하였다. 액상화 실험방법의 표준화에 따른 효용성을 검토하기 위해 표준화되지 않았던 기존의 실험방법과 표준화된 실험방법 두 방식을 통해 동일 시료에 대한 액상화 저항강도 평가를 수행하였으며 이를 통해 표준화에 따른 실험결과의 편차를 분석하였다. 그 결과, 표준화된 방법을 통해 실험을 수행한 경우 기관별 차이가 크게 줄어드는 것을 확인 할 수 있었다.
한 개의 공시체에 대해 일정한 크기의 높은 구속압력을 가하고, 단계별로 압밀배수시간을 조정하여 압밀비배수 삼축압축시헙을 할 수 있는 방법을 이 논문에서 제안하였다. 이 방법으로 시험하면 하나의 공시체로 여러 단계의 시험을 하여 강도정수를 구할 수 있음은 물론 시험시간이 종전의 다단계시험에 비해 현저히 절약된다. 이 시험에 대한 적합성을 증명하기 위하여 불교란 시료와 재성형시료에 대해 표준압축시험과 재래의 다단계시험을 수행하고 그 결과를 비교하였다. 여기서 제안하는 시험방법으로 결정된 강도정수는 다른 시험방법으로 얻은 강도정수와 잘 일치하였으며, 이 방법이 대단히 효과적이고 실용적이라는 것을 입증하였다.
The three-dimensional strength behavior of compacted decomposed granite soil was studied using cubical triaxial tests with independent control of the three principal stresses. All specimens were loaded under conditions of principal stress direction fixed and aligned with the directions of compacted plane. For comparable test conditions, the major principal strain and volume strain to failure were smallest when the major principal stress acted perpendicular to the compacted plane. The opposite extremes were obtained when the major principal stress acted parallel to the compacted plane. In cubical triaxial tests with same b values and with ${\theta}$ values in one of three sectors of the octahedral plane, independent of the range of ${\theta}$, higher friction angles are obtained in tests with b greater than in triaxial compression tests in which b 0.0, Comparison between the results of the drained cubical triaxial tests on lksan compacted decomposed granite soil and the cross section of the Mohr-Coulomb failure surface as well as the cross section of the Mohr-Coulomb failure surface were made. Lade's isotropic failure criterion based on vertical specimens overestimates the strengths for tests performed with values of 0 between 90˚ and 1 50˚ the Mohr-Coulomb criterion generally underestimates the strengths of tests performed with values of ${\theta}$ between $0^{\circ}$ and $180^{\circ}$ except around the $120^{\circ}$.
본 논문에서는 모래의 비배수 정적전단거동과 반복전단거동의 상호관계를 분석하기 위하여 낙동강 모래를 사용하여 비배수 정적 및 반복삼축시험을 실시하였다. 정적삼축시험은 반복전단거동과의 상호비교를 위하여 인장시험을 포함하여 실시하였다. 그리고 반복삼축시험은 초기정적전단응력$(q_{st})$과 반복응력$(q_{cy})$조건을 조합하여 여러 응력조건 하에서 실시하였다. 시험결과 반복전단거동의 응력경로는 정적전단거동의 한계응력비(CSR)선을 지나면서 유동변형이 발생하여 정적전단거동과 일치하였으며, 그 후 정적전단거동의 파괴선(FL)을 따라 파괴가 발생하였다. 이러한 반복 전단거동의 응력경로는 시험방법이 다름에 따른 약간의 차이는 있으나 정적전단거동의 응력경로와 본질적으로 동일함을 알 수 있었다.
In order to investigate the dynamic deformation properties of rockfill materials in small strain level, cyclic triaxial tests were conducted using the large cyclic triaxial testing apparatus, which was developed by Water Resources Research Institute of KOWACO in 2001. Two types of rockfill materials consisting of granite and shale-sandstone were tested in this study. The test results show that G/G$\_$max/ of granite specimen decreases more than that of shale-sandstone with the increase of shear strain and the increase ratio in the maximum shear modulus G$\_$max/ of granite is bigger than the ratio of shale-sandstone.
Heidari, Mojtaba;Ajalloeian, Rassoul;Fard, Akbar Ghazi;Isfahanian, Mahmoud Hashemi
Geomechanics and Engineering
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제25권3호
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pp.253-266
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2021
In this paper, we discuss a mathematical method for determining the return energy of the wave from the sample and comparing it with the mechanical energy consumed to change the dimension of the sample in the triaxial test of the rock. We represent a method to determine the mechanical energy and then we provide how to calculate the return energy of the wave. However, the static energy and pulse return energy will show higher amounts with axial pressure increase. Three types of clastic sedimentary rocks including sandstone, pyroclastic rock, and argillitic tuff were selected. The sandstone showed the highest strength, Young's modulus and ultrasonic P and S waves' velocities versus others in the triaxial test. Also, from the received P wavelet, the calculated pulse wave returning energy indicated the best correlation between axial stress compared to wave velocities in all specimens. The fact that the return energy decreases or increases is related to increasing lateral stress and depends on the geological characteristics of the rock. This method can be used to determine the stresses on the rock as well as its in-situ modulus in projects that are located at high depths of the earth.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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