Constitutive Model for Hardening Materials such as Rock or Concrete

암석이나 콘크리트와 같은 경화재료에 대한 구성모델

The aim of this study is to provide the stress-strain behavior of hardening geological materials such as rock or concrete on three dimensional spaces by using Desai model based on plastic theory. To validate proposed model, truly triaxial tests with high pressure under variety of stress paths in which three principal stresses were controlled independently using concrete materials were performed. The main results are summerized as follows: 1. Various stress paths for hardening materials used are satisfactorily explained by performing the truly triaxial test with high pressure. This is very important to investigate constitutive equations for materials like rock or concrete. 2. Since the proposed yield function is continuous, it avoids the singularity point at the intersection of two function in the previous models, thus, reducing the difficulties for computer implementation. 3. Analytic predictions for yielding behavior on $J_1-{\sqrt{J_{2D}}}$ octahedral and triaxial plane, as well as volumetric strain and stress-strain behavior agree well with experimental results.

본문은 3차원 응력 공간에서 암석이나 콘크리트등 경성기초 지반재료의 응력 - 변형율 거동에 대해 소성이론에 기초를 두고 Desai 등에 의해 제안된 구성식에 대해 기술하고 이를 증명하기 위해 3주응력을 독립적으로 제어 할 수 있는 고압력 입방체 3축실험기를 이용하여 다양한 응력 경로 실험을 한 것으로 사용재료는 콘크리트 시료를 제작 이용하였으며 그 주요한 결론으로서는 1) 경성재료의 구성모텔은 3주응력이 별도로 제어되는 3축실험을 시행함으로써 다양한 응력경로를 보다 정확히 설명할 수 있다. 이점은 경화재료 특히 암석이나 콘크리트와 같은 재료의 구성식을 설명하는데 있어서 필수적이라고 판단한다. 2) 이와같은 경성재료의 구성식은 항복과 경화거동을 유일한 함수로써 연속적으로 정의할 수 있으므로 지금까지 두개의 함수를 이용하여 표현한 두 항복면의 불연속을 제거할 수 있다. 따라서 두 함수의 교차점에서 sigulality point를 피할 수 있으므로 computer계산에 관련된 난점을 제거할 수 있다. 3) 본 콘크리트와 같은 재료의 경우도 $J_1-{\sqrt{J_{2D}}}$면, 8면체면 그리고 3축면등에서의 항복거동(그림11-그림 14)과 체적변형률(그림 15) 그리고 응력-변형률거동(그림 16-그림 18)에 대해 이론 예측치와 실험결과치가 잘 일치하고 있다.