Lade와 Duncan(1972∼1977)은 사질토의 일반삼축압축 시험과 입방체형 삼축 시험 결과를 이용하여 독창적인 탄·소성 구성모델을 제안하고, 계속적인 연구를 통해서 초기에 발표된 구성식의 단점이 보완되고, 보다 정교한 응력-변형률 거동을 예측할 수 있는 복합항복면(Double Work Hardening) 구성모델이 Lade(1977)에 의해 제안 되었다. 계속하여 Lade와 Kim(1988)에 의해 일경화시 하나의 항복면을 갖는 비관련유동칙을 사용한 단일항복면(Single Work Hardening) 구성모델을 제안하였다. 본 연구는 이와 같은 Lade의 일련의 연구에 깊은 관심을 갖고 단일항복면 구성식이 사질토 뿐만아니라 정성토에서도 그 적용성이 크다고 시사하고는 있으나 그 입증이 아직도 미흡한 상태에 있으므로 본 모델을 점성토의 삼축시료에 확장하기 위하여 입방체 삼축시료에 대하여 응력-변형률거동의 예측능력 및 이 모델의 특성을 밝히고, 나아가 2차원모형지반(길이:1.2m, 폭:0.3m, 높이:0.7m)에 재하시험을 수행하여 시험시편과 실제지반의 중간단계인 모형지반에 대한 적용성을 확인하고 장차 실용화를 위한 기초연구를 하고자 하는데 그 목적이 있다. 한편 모래에 대해서는 한국의 사질토에 대하여 이미 연구가 진행되어 본 구성식의 정밀성을 검증한 바 있다. (김, 1993) 단일항복면 구성식의 점성토 지반에 대한 적용성을 규명하기 위하여 Lade가 개발했던 입방체형 삼축시험기(Lade형 삼축시험기)를 점성토에 대한 시험에도 쉽게 이용할 수 있도록 개량 제작하여 광양 점성토 공시체에 대한 실내시험을 수행하였다. 이러한 실내시험 결과를 이용하여 일반삼축 및 중간주응력이 고려된 경우[b=(σ₂-σ₃)/(σ₁-σ₃)를 달리한]의 응력-변형률에 대한 분석과 Lade에 의해 제안된 3차원적인 파괴규준 및 Mohr-Coulomb의 파괴규준을 비교하고, 또한 소성변형률 증분벡터에 관해서도 검토 하였다. 본 연구 결과 중간주응력은 정규압밀 ...
Lade와 Duncan(1972∼1977)은 사질토의 일반삼축압축 시험과 입방체형 삼축 시험 결과를 이용하여 독창적인 탄·소성 구성모델을 제안하고, 계속적인 연구를 통해서 초기에 발표된 구성식의 단점이 보완되고, 보다 정교한 응력-변형률 거동을 예측할 수 있는 복합항복면(Double Work Hardening) 구성모델이 Lade(1977)에 의해 제안 되었다. 계속하여 Lade와 Kim(1988)에 의해 일경화시 하나의 항복면을 갖는 비관련유동칙을 사용한 단일항복면(Single Work Hardening) 구성모델을 제안하였다. 본 연구는 이와 같은 Lade의 일련의 연구에 깊은 관심을 갖고 단일항복면 구성식이 사질토 뿐만아니라 정성토에서도 그 적용성이 크다고 시사하고는 있으나 그 입증이 아직도 미흡한 상태에 있으므로 본 모델을 점성토의 삼축시료에 확장하기 위하여 입방체 삼축시료에 대하여 응력-변형률거동의 예측능력 및 이 모델의 특성을 밝히고, 나아가 2차원모형지반(길이:1.2m, 폭:0.3m, 높이:0.7m)에 재하시험을 수행하여 시험시편과 실제지반의 중간단계인 모형지반에 대한 적용성을 확인하고 장차 실용화를 위한 기초연구를 하고자 하는데 그 목적이 있다. 한편 모래에 대해서는 한국의 사질토에 대하여 이미 연구가 진행되어 본 구성식의 정밀성을 검증한 바 있다. (김, 1993) 단일항복면 구성식의 점성토 지반에 대한 적용성을 규명하기 위하여 Lade가 개발했던 입방체형 삼축시험기(Lade형 삼축시험기)를 점성토에 대한 시험에도 쉽게 이용할 수 있도록 개량 제작하여 광양 점성토 공시체에 대한 실내시험을 수행하였다. 이러한 실내시험 결과를 이용하여 일반삼축 및 중간주응력이 고려된 경우[b=(σ₂-σ₃)/(σ₁-σ₃)를 달리한]의 응력-변형률에 대한 분석과 Lade에 의해 제안된 3차원적인 파괴규준 및 Mohr-Coulomb의 파괴규준을 비교하고, 또한 소성변형률 증분벡터에 관해서도 검토 하였다. 본 연구 결과 중간주응력은 정규압밀 점토의 응력-변형률, 유효응력, 간극수압, 비배수강도 및 유효내부마찰각에 큰 영향을 미치고 있음이 밝혀졌다. 한편 단일항복면 구성식에 필요한 11개의 매개변수를 결정하기 위하여 보통 시험초기에 발생하는 자료의 분산을 제거하고 타당한 매개변수를 얻을 수 있는 프로그램을 개발하였으며, 이 결과를 이용하여 중간주응력이 작용하는 점성토 시료의 응력-변형률 관계에 대하여 수치해석 결과와 시험치를 비교한 바, 매우 정확한 결과를 얻었다. 또한 지반해석 프로그램으로서는 Biot의 압밀방정식과 결합된 다차원 압밀해석용 프로그램을 개발하여 공시체에 적용한 결과, 정도 높은 결과를 얻을 수 있었다. 마지막으로 실제 성토하중이 점성토 지반에 작용할 경우에 대한 적용성을 탐색하기 위하여 중간단계로서 점성토로 이루어진 2차원 모형지반에 재하시험을 실시하여 침하 및 측방변위 등을 측정하고 동시에 이 모형지반에 대하여 다차원 압밀용 유한요소 프로그램에 의한 수치해석을 수행하여 재하시험 결과와 유한요소해석 결과를 비교 하였다. 연직변위는 양자가 매우 접근하지만 수평변위는 예측치가 약간 적게 나타나고 있으나 전반적으로 양호한 경향을 얻을 수 있었다. 통상 단일항복면 구성모델이 사질토에 적용성이 큰 것으로 인정 되었으나, 이 모델을 다차원 압밀프로그램과 결합한다면 점성토 지반에도 확장해석이 가능할 것으로 판단된다.
Lade와 Duncan(1972∼1977)은 사질토의 일반삼축압축 시험과 입방체형 삼축 시험 결과를 이용하여 독창적인 탄·소성 구성모델을 제안하고, 계속적인 연구를 통해서 초기에 발표된 구성식의 단점이 보완되고, 보다 정교한 응력-변형률 거동을 예측할 수 있는 복합항복면(Double Work Hardening) 구성모델이 Lade(1977)에 의해 제안 되었다. 계속하여 Lade와 Kim(1988)에 의해 일경화시 하나의 항복면을 갖는 비관련유동칙을 사용한 단일항복면(Single Work Hardening) 구성모델을 제안하였다. 본 연구는 이와 같은 Lade의 일련의 연구에 깊은 관심을 갖고 단일항복면 구성식이 사질토 뿐만아니라 정성토에서도 그 적용성이 크다고 시사하고는 있으나 그 입증이 아직도 미흡한 상태에 있으므로 본 모델을 점성토의 삼축시료에 확장하기 위하여 입방체 삼축시료에 대하여 응력-변형률거동의 예측능력 및 이 모델의 특성을 밝히고, 나아가 2차원모형지반(길이:1.2m, 폭:0.3m, 높이:0.7m)에 재하시험을 수행하여 시험시편과 실제지반의 중간단계인 모형지반에 대한 적용성을 확인하고 장차 실용화를 위한 기초연구를 하고자 하는데 그 목적이 있다. 한편 모래에 대해서는 한국의 사질토에 대하여 이미 연구가 진행되어 본 구성식의 정밀성을 검증한 바 있다. (김, 1993) 단일항복면 구성식의 점성토 지반에 대한 적용성을 규명하기 위하여 Lade가 개발했던 입방체형 삼축시험기(Lade형 삼축시험기)를 점성토에 대한 시험에도 쉽게 이용할 수 있도록 개량 제작하여 광양 점성토 공시체에 대한 실내시험을 수행하였다. 이러한 실내시험 결과를 이용하여 일반삼축 및 중간주응력이 고려된 경우[b=(σ₂-σ₃)/(σ₁-σ₃)를 달리한]의 응력-변형률에 대한 분석과 Lade에 의해 제안된 3차원적인 파괴규준 및 Mohr-Coulomb의 파괴규준을 비교하고, 또한 소성변형률 증분벡터에 관해서도 검토 하였다. 본 연구 결과 중간주응력은 정규압밀 점토의 응력-변형률, 유효응력, 간극수압, 비배수강도 및 유효내부마찰각에 큰 영향을 미치고 있음이 밝혀졌다. 한편 단일항복면 구성식에 필요한 11개의 매개변수를 결정하기 위하여 보통 시험초기에 발생하는 자료의 분산을 제거하고 타당한 매개변수를 얻을 수 있는 프로그램을 개발하였으며, 이 결과를 이용하여 중간주응력이 작용하는 점성토 시료의 응력-변형률 관계에 대하여 수치해석 결과와 시험치를 비교한 바, 매우 정확한 결과를 얻었다. 또한 지반해석 프로그램으로서는 Biot의 압밀방정식과 결합된 다차원 압밀해석용 프로그램을 개발하여 공시체에 적용한 결과, 정도 높은 결과를 얻을 수 있었다. 마지막으로 실제 성토하중이 점성토 지반에 작용할 경우에 대한 적용성을 탐색하기 위하여 중간단계로서 점성토로 이루어진 2차원 모형지반에 재하시험을 실시하여 침하 및 측방변위 등을 측정하고 동시에 이 모형지반에 대하여 다차원 압밀용 유한요소 프로그램에 의한 수치해석을 수행하여 재하시험 결과와 유한요소해석 결과를 비교 하였다. 연직변위는 양자가 매우 접근하지만 수평변위는 예측치가 약간 적게 나타나고 있으나 전반적으로 양호한 경향을 얻을 수 있었다. 통상 단일항복면 구성모델이 사질토에 적용성이 큰 것으로 인정 되었으나, 이 모델을 다차원 압밀프로그램과 결합한다면 점성토 지반에도 확장해석이 가능할 것으로 판단된다.
Since Lade and Duncan(1972∼1977) proposed several original elasto-plastic model based on the test data of granular soil obtained from both cylinderical and cubical triaxial compression test apparatus, Lade(1977) again proposed a double work-hardening model which proved to give accurate stress-strain...
Since Lade and Duncan(1972∼1977) proposed several original elasto-plastic model based on the test data of granular soil obtained from both cylinderical and cubical triaxial compression test apparatus, Lade(1977) again proposed a double work-hardening model which proved to give accurate stress-strain behavior, modifying some shortcomings of the original model through his continuous research. Also, Lade and Kim(1988) published a single work-hardening model with only one yield surface following non-associated flow rule during work-hardening. This study is closely relevant to Lade's single work-hardening model. This model has been evaluated to have good applicability to cohesive soils, not to mention granular soils. However, the validation on the clayey soils has not been satisfactorily published yet, though the valdation on Korean granular soils has already been achieved(Kim, 1993). This thesis aims at expanding the model of clayey foundation by determining the possibility of behavior prediction of stress-strain and the physical characteristics of the model for the triaxial test specimens, and by comparing the results between obseued values and numerical ones for 2-dimensional model test(1.2m long, 0.3m wide and 0.7m high) ; and finally, aims at securing the practical use of the model on the actual in-situ foundation composed of cohesive soils. To scrutinize the applicability of the single work-hardening model to clayey foundation, the laboratory tests for Kwangyang clayey soils were pceformed using the improved cubical triaxial test apparatus designed originally by Lade. By employing the raw test data, the difference on the stress-strain between the conventional triaxial and cubical triaxial tests in which b [(σ₂-σ₃)/(σ₁-σ₃)] is controlled, was made clear, 3-dimensional failure criterion by Lade were compared with that by Mohr-Coulomb. Plastic strain incremental vectors were also examined. It was found from the results of study that intermediate principal stress has a great influence on the stress-strain relation, effective stress, excess pore water pressure, undrained strength, and effective internal friction angle. A computer program was developed by which soil parameters for the single work- hardening model can be rationally determined by deleting some dispersed test data generated usually at the initial stage of laboratory tests. Using the program, numerical analysis of the cubical clayey specimens was carried out, and a good accordance between observed value and numerical results was found. The finite element program which coupled Biot's consolidation equation with Lade's single work-hardening model was developed for the analysis of multi-dimensional consolidation. The application of the program to the cubical clayey specimens proved to be of high accuracy. Furthermore, to examine the applicability of the model to the actual clayey foundation, subject to load due to banking, the plate load test on the clayey model foundation, as pre-stage in using the model to actual foundation, was performed, and numerical analysis of the model foundation was also done. The observed values were compared with the numerical ones. The general tendency was very good, with settlement accorded well, but the lateral displacement showed a difference that measured values were larger than the numerical ones. Though the model has usually been evaluated to give good behavior prediction of granular soils, it turned out that this model can be used for the prediction of actual clayey foundation coupling with the numerical program developed through this study.
Since Lade and Duncan(1972∼1977) proposed several original elasto-plastic model based on the test data of granular soil obtained from both cylinderical and cubical triaxial compression test apparatus, Lade(1977) again proposed a double work-hardening model which proved to give accurate stress-strain behavior, modifying some shortcomings of the original model through his continuous research. Also, Lade and Kim(1988) published a single work-hardening model with only one yield surface following non-associated flow rule during work-hardening. This study is closely relevant to Lade's single work-hardening model. This model has been evaluated to have good applicability to cohesive soils, not to mention granular soils. However, the validation on the clayey soils has not been satisfactorily published yet, though the valdation on Korean granular soils has already been achieved(Kim, 1993). This thesis aims at expanding the model of clayey foundation by determining the possibility of behavior prediction of stress-strain and the physical characteristics of the model for the triaxial test specimens, and by comparing the results between obseued values and numerical ones for 2-dimensional model test(1.2m long, 0.3m wide and 0.7m high) ; and finally, aims at securing the practical use of the model on the actual in-situ foundation composed of cohesive soils. To scrutinize the applicability of the single work-hardening model to clayey foundation, the laboratory tests for Kwangyang clayey soils were pceformed using the improved cubical triaxial test apparatus designed originally by Lade. By employing the raw test data, the difference on the stress-strain between the conventional triaxial and cubical triaxial tests in which b [(σ₂-σ₃)/(σ₁-σ₃)] is controlled, was made clear, 3-dimensional failure criterion by Lade were compared with that by Mohr-Coulomb. Plastic strain incremental vectors were also examined. It was found from the results of study that intermediate principal stress has a great influence on the stress-strain relation, effective stress, excess pore water pressure, undrained strength, and effective internal friction angle. A computer program was developed by which soil parameters for the single work- hardening model can be rationally determined by deleting some dispersed test data generated usually at the initial stage of laboratory tests. Using the program, numerical analysis of the cubical clayey specimens was carried out, and a good accordance between observed value and numerical results was found. The finite element program which coupled Biot's consolidation equation with Lade's single work-hardening model was developed for the analysis of multi-dimensional consolidation. The application of the program to the cubical clayey specimens proved to be of high accuracy. Furthermore, to examine the applicability of the model to the actual clayey foundation, subject to load due to banking, the plate load test on the clayey model foundation, as pre-stage in using the model to actual foundation, was performed, and numerical analysis of the model foundation was also done. The observed values were compared with the numerical ones. The general tendency was very good, with settlement accorded well, but the lateral displacement showed a difference that measured values were larger than the numerical ones. Though the model has usually been evaluated to give good behavior prediction of granular soils, it turned out that this model can be used for the prediction of actual clayey foundation coupling with the numerical program developed through this study.
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