본 연구에서는 사질토의 탄성 및 탄소성 거동을 모사하기 위한 미시역학 기반의 구성 모델을 개발하였다. 개발 모델은 접촉 방향의 공간 분포를 통계적으로 처리한 조직 이방성, 응력비에 따른 조직 이방성의 변화, 간극비 변화에 따른 접촉점 수의 변화, 그리고 미시적 탄성-탄소성 접촉 강성을 고려하였다. 금속 재료에 대한 시험결과를 이용하여 미시적 탄소성 접촉 강성 모델을 수직 접촉력과 입자의 항복 접촉력에 대한 거듭제곱 함수의 형태로 유도하였다. 모델 변수를 정량적으로 평가하기 위해 직교 이방 탄성 계수의 근사식을 유도하였다.
A micromechanics-based model to simulate the elastic and elastic-plastic behavior of granular soils is developed. The model accounts for the fabric anisotropy represented by the statistical parameter of the spatial distribution of contact normals, the evolution of fabric anisotropy as a function of stress ratio, the continuous change of the co-ordination number relating to the void ratio, and the elastic and elastic-plastic microscopic contact stiffness. Using the experimental data for metallic materials, the elastic-plastic contact stiffness is derived as a power function of the normal contact force as well as the contact force initiating the yielding of contact bodies. To quantitatively assess microscopic model parameters, approximate solutions of cross-anisotropic elastic moduli are derived in terms of the micromechanical parameters.
