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[국내논문] 백마강 모래의 상대밀도에 따른 Lade의 단일항복면 구성모델의 토질매개변수 특성
Characteristics of Soil Parameter for Lade's Single Work-Hardening Constitutive Model with Relative Density of Baekma River Sands 원문보기

大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, C. 지반공학, 터널공학, v.31 no.1C, 2011년, pp.11 - 17  

조원범 (대진대학교 토목환경공학과) ,  김찬기 (대진대학교 건설시스템공학과) ,  김중철 (대진대학교 토목환경공학과)

초록
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본 연구는 백마강 모래의 상대밀도를 25%, 50%, 80%, 100%로 각각 변화시켜 등방압축-팽창시험과 구속압력을 달리한 일련의 배수삼축시험을 하였다. 그리고 이 시험자료를 이용하여 회귀분석을 근거로 상대밀도의 변화에 따른 Lade의 단일항복면 구성모델의 토질매개변수의 변화 특성을 알아보았다. 그 결과 탄성성분을 나타내는 토질매개변수 Kur과 n은 상대밀도의 변화에 따른 영향이 미소하고 파괴규준, 경화함수, 소성포텐셜에 관련된 토질매개변수는 상대밀도의 증가에 따라 선형적인 증 감현상을 보이고 있다. 그리고 항복함수에 관련된 토질매개변수 h와 ${\alpha}$는 상대밀도에 따른 변화가 미세하고 파괴규준에 관련한 토질매개변수와 관련성이 매우 높아 파괴규준, ${\eta}_1$에 관한 식으로 대체할 수 있으며, 이 식을 이용하여 수치해석 한 결과 양호하게 예측하고 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study was performed a series of the isotropic compression-expansion tests and the drained triaxial tests with various the relative densities 25%, 50%, 80% and 100% for Baekma river sand. Using the tests results the characteristic of the parameters of Lade's single hardening constitutive model w...

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문제 정의

  • 본 연구는 물리적 성질과 입도분포가 같은 흙의 거동은 서로 관련성이 있을 것이며 토질매개변수간에도 상관성이 있으리라 생각하여 백마강 모래의 상대밀도에 따른 토질매개 변수의 특성을 밝히고자 한다. 또한 정 등(1992a)의 연구에 따른 토질매개변수의 민감성을 통하여 Lade의 단일항복면 구성모델의 토질매개변수를 상관식을 이용하여 시험결과와 비교한 뒤 예측정도와 실용성을 높이고자 한다.
  • 본 연구는 물리적 성질과 입도분포가 같은 흙의 거동은 서로 관련성이 있을 것이며 토질매개변수간에도 상관성이 있으리라 생각하여 백마강 모래의 상대밀도에 따른 토질매개 변수의 특성을 밝히고자 한다. 또한 정 등(1992a)의 연구에 따른 토질매개변수의 민감성을 통하여 Lade의 단일항복면 구성모델의 토질매개변수를 상관식을 이용하여 시험결과와 비교한 뒤 예측정도와 실용성을 높이고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Lade의 단일항복면 구성모델의 토질매개변수는 무엇이 있는가? Lade의 단일항복면 구성모델의 토질매개변수는 탄성거동성분, 경화함수에 관련된 변수, 파괴규준에 관련된 변수, 소성포텐셜 및 항복함수에 관련된 변수 등 12종이지만 사질토의 경우 a=0이므로 11종에 대한 검토를 하게 된다. 정 등(1992a)은 단일항복면 구성모델에 필요한 11개의 토질매개변수가 축변형률(ε1)과 축차응력(σ1−σ3)및 축변형률(ε1)과 체적변형률 (εv)에 미치는 영향을 규명하기 위하여 실험결과를 통계 처리하여 얻은 토질매개변수의 평균값에 표준편차만큼 가감하여 구성식에 대입, 응력-변형률곡선을 구하여 각 토질매개변수에 대한 예민도를 검토하였다.
탄성쌍곡선 구성모델의 단점은? Kondner(1963)가 개발한 탄성쌍곡선 구성모델은 Duncan과 Chang(1970)에 의해 수정되어 널리 사용되었지만 이 모델은 모든 탄성모델과 같이 전단응력 아래서 체적변화가 일어나는 것을 설명하지 못하는 단점을 가지고 있다. 이 단점을 극복하기 위해여 Lade와 Duncan(1975)은 입방체형시험기를 이용한 모래의 시험결과를 기본으로 새로운 모델을 제안하였다.
상대밀도의 변화에 따른 Lade의 단일항복면 구성모델의 토질매개변수의 변화 특성을 연구한 결과는? 1. 탄성성분을 나타내는 토질매개변수 Kur, n은 상대밀도의 변화에 따른 영향이 매우 작음을 알 수 있고, 경화함수에 관련된 토질매개변수 p와 c의 변화는 상대밀도에 따라 일정한 편차와 선형적으로 기울기가 변화함을 알 수 있다. 2. 파괴규준에 관련된 토질매개변수 η1은 상대밀도에 따라 일정한 증가를 보이고 있으며, m의 변화는 매우 미소하게 감소하는 경향을 보이고 있다. 그리고 소성포텐셜에 관련된 토질매개변수 ψ2와 µ는 상대밀도의 증가에 따라 일정 비로 증가하는 경향을 보이고 있으며 기울기는 일정한 값을 유지하고 있다. 3. 항복함수에 관련된 토질매개변수 h와 α는 상대밀도에 따른 변화가 미세하고 파괴규준에 관련한 토질매개변수와 관련성이 매우 높아 파괴규준, η1에 관한 식으로 대체할 수 있으며, 이 식을 이용하여 수치해석한 결과 양호하게 예측하고 있다.
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참고문헌 (12)

  1. 정진섭, 김찬기(1989) 압축성 모래의 변형거동에 관한 연구, 공업기술개발연구지, 제9권, pp. 99-112. 

  2. 정진섭, 김찬기, 이문수(1992a) 탄소성구성모델의 토질매개변수 예민성, 한국지반공학회지, 한국지반공학회, 제8권, 제2호, pp. 81-94. 

  3. 정진섭, 김찬기, 이문수(1992b) 단일항복면 구성모델에 의한 입상토의 비배수거동해석, 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제12권, 제2호, pp. 177-189. 

  4. 홍원표, 남정만(1994) 등방단일경화구성모델에 의한 모래의 3차원 거동 예측, 한국지반공학회지, 한국지반공학회, 제10권, 제1호, pp. 103-116. 

  5. Druker, D. C., Gibson, R. E and Henkel, D, J. (1957) Soil mechanics and work-hardening theories of plasticity, Trans, Vol. 122, pp. 333-345. 

  6. Duncan, M, J. and Chang, C. Y.(1970) Nonlinear analysis of stress and strain and strain in soil, Journal of the soil Mechanics and Foundation Division, ASCE, Vol. 96 No. SM5, pp. 1629-1653. 

  7. Kim, M. K. and Lade, P. V. (1988a) Single hardening constitutive mpdel for frictional materials, I. Plastic Potential Function, Computers and Geotechnics, Vol. 5, No. 4, pp. 307-324. 

  8. Kim, M. K. and Lade, P. V. (1988b) Single hardening constitutive mpdel for frictional materials, II. Yield Criterion and Plastic Work Contours, Computers and Geotechnics, Vol. 6, No. 1, pp. 13-29. 

  9. Kim, M. K. and Lade, P. V. (1988c) Single hardening constitutive mpdel for frictional materials, III. Comparisons with Experimental Data, Computers and Geotechnics, Vol. 6, No. 1, pp. 30-47. 

  10. Kondner, R. L. (1963) Hyperbolic stress-strain response: Cohesive Soils, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol. 89, No, SM1, pp. 115-143. 

  11. Roscoe, K. H., Schofield, A. N., and Worth, C. P. (1963) On the yielding of soil, Geothchnique london, England Vol. 8, pp. 22- 52. 

  12. Sekiguchi, H. (1977) Rheological cheogical characteristics of clays, Proc. 9th ICSMFE, Tokyo, pp. 289-292. 

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