미소변형률 및 대변형률 조건의 거동에 대한 비등방경화 탄소성 구성모델

An Anisotropic Hardening Elasto-Plastic Constitutive Model for the Behavior at Small-to-Large Strain Conditions

본 연구에서는 미소변형률에서 대변형률까지의 거동을 모델할 수 있는 탄소성 구성모델을 개발하였다. 제안된 구성모델은 일반 등방경화규칙에 근거한 비등방 경화규칙과 전응력 개념을 토대로 개발하였다. 그리고 제안된 구성관계가 기존의 대표적 구성모델을 포함하고 있음을 수학적으로 입증하였다. 국내 화강풍화토에 대한 공진주시험, 비틂전단시험, 삼축시험 등 일련의 실내시험 결과를 이용하여 검증한 결과, 쌍곡선 모델 및 Ramberg-Osgood모델과 비교하여 제안된 모델은 미소변형률에서 대변형률까지의 거동을 더욱 일관되고 정확하게 모델할 수 있다. 또한 비틂전단시험 결과와의 비교에서는, 미소변형률 조건에서 나타나는 비선형성을 적합하게 예측할 수 있었다.

An elasto-plastic constitutive model was proposed, in which the behavior at small-to-large strain level can be modeled. The proposed model is based on the anisotropic hardening description with the generalization of isotropic hardening rule and the total stress concept. From a mathematical approach it was proved that the model includes the previous successful models. The model was verified by a series of resonant column tests, torsional shear tests and triaxial tests, and the proposed model predicted small-to-large strain behavior more consistently and accurately than the hyperbolic model and the Ramberg-Osgood model for a weathered granitic soil. In addition, the nonlinearity under small strain condition was predicted appropriately for the torsional shear test results.