Obciążenia cykliczne gruntu spoistego w warunkach bez odpływu

• Autorzy: Gluchowski A. , Sas W. , Bakowski J. , Szymanski A.

Warianty tytułu

EN

The cohesive soil cyclic triaxial loading in undrained conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obciążenia cykliczne charakteryzują się często nieniszczącym działaniem. Deformacje powstające przy obciążeniu cyklicznym różnią się od deformacji przy obciążeniu statycznym. Reakcja gruntu na obciążenia cykliczne wymaga innego opisu z powodu możliwości wyróżnienia wielkości deformacji plastycznych i sprężystych w jednym cyklu obciążenia. Na reakcję gruntu spoistego obciążonego cyklicznie ma wpływ wiele czynników, takich jak: stan nasycenia ośrodka gruntowego, stopień prekonsolidacji czy spoistość. Warunki, w których znajduje się grunt poddany obciążeniu, takie jak: wielkość naprężenia głównego (σ₃), wartość naprężenia dewiatorowego (qmax) czy amplituda naprężenia (σa), w przypadku obciążeń powtarzalnych prowadzą do różnej reakcji gruntu spoistego. W artykule przedstawiono wyniki badań na gruncie spoistym – ile piaszczysto-pylastym. Badania przeprowadzono za pomocą aparatu cyklicznego trójosiowego ściskania. Celem badań była charakterystyka naprężenia powodująca różną reakcję gruntu spoistego. W artykule przedstawiono metodykę badań oraz analizę zachowania się ośrodka gruntowego. Zaproponowano także równanie empiryczne pozwalające na określenie przyrostu odkształceń trwałych w kierunku pionowym w kolejnych cyklach obciążenia.

EN

Cyclic loads frequently are a non-destructive operation. The resulting de-formations of the cyclic load is different from the static load deformation. The reaction of the soil to cyclic loading requires a different description because of the possibility to differentiate the size of plastic deformation and elastic in one load cycle. The reaction of cyclically loaded cohesive soil is affected by many factors such as the degree of saturation, over-consolidation ratio or density. Conditions in which the soil is subjected to a load such as the size of the principal stress (σ₃), value of the deviatoric stress (qmax) or stress amplitude (σa) in the case of repeated loads lead to different reaction cohesive soil. The article presents results of research on cohesive soil namely sandy – silty caly. The study was conducted using a cyclic triaxial apparatus. The objective of this study was to characterize the stress causes a different reaction cohesive soil. The article presents the methodology of research and analysis of the behavior of the soil. Also it proposed empirical equation for determining the growth of plastic deformation in subsequent cycles load.

Słowa kluczowe

PL

grunty spoiste; obciazenia cykliczne; odksztalcenia; odksztalcenia trwale; warunki bezodplywowe

EN

cohesive soil; cyclic loading; deformation; undrained condition

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Architectura
• Rocznik: 2016
• Tom: 15
• Numer: 4
• Opis fizyczny: s.57-77,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Gluchowski A.

• Laboratorium Centrum Wodne, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul.Ciszewskiego 6, 02-757 Warszawa

autor

Sas W.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Warszawa

autor

Bakowski J.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Warszawa

autor

Szymanski A.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Warszawa

Bibliografia

• Abdelkrim, M., Bonnet, G., De Buhan, P. (2003). A computational procedure for predicting the long term residual settlement of a platform induced by repeated traffic loading. Computers and Geotechnics, 30 (6), 463–476.
• Anderson, K.H., Pool, J.H., Brown, S.F., Rosenbrand, W.F. (1980). Cyclic and static laboratory tests on Drammen Clay. Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, 106 (GT5), 499–529.
• Ansal, A., Erken, A. (1989). Undrained Behavior of Clay Under Cyclic Shear Stresses. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, 115 (7), 968–983.
• Birgisson, B., Sangpetngam, B., Roque, R., Wang, J. (2007). Numerical implementation of a strain energy-based fracture model for a HMA materials. International Journal of Road Materials and Pavement Design, 8 (1), 7–45.
• Cai, Y., Gu, C., Wang, J., Juang, C.H., Xu, C., Hu, X. (2012). One-way cyclic triaxial behavior of saturated clay: comparison between constant and variable confining pressure. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 139 (5), 797–809.
• Cai, Y., Gu, C., Wang, J., Juang, C., Xu, C., Hu, X. (2013). One-Way Cyclic Triaxial Behavior of Saturated Clay: Comparison between Constant and Variable Confining Pressure. J. Geotech. Geoenviron. Eng., ASCE, 10, 797–809.
• Cai, Y., Sun, Q., Guo, L., Juang, C. H., Wang, J. (2015). Permanent deformation characteristics of saturated sand under cyclic loading. Canadian Geotechnical Journal, 52 (6), 795–807.
• Daum, M. (2008). Simplified Presentation of the Stress-Energy Method for General Commercial Use. Journal of Testing and Evaluation, 36 (1), 100–102.
• Dołżyk, K. (2011). Warunki stanu granicznego dla ośrodków rozdrobnionych. Civil and Environmental Engineering, 2, 123–128.
• García-Rojo, R., Herrmann, H.J. (2005). Shakedown of unbound granular material. Granular matter, 7 (2–3), 109–118.
• Głuchowski, A., Szymański, A., Sas, W. (2015). Repeated Loading of Cohesive Soil-Shakedown Theory in Undrained Conditions. Studia Geotechnica et Mechanica, 37 (2), 11–16.
• Guo, L., Wang, J., Cai, Y., Liu, H., Gao, Y., Sun, H. (2013). Undrained deformation behavior of saturated soft clay under long-term cyclic loading. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 50, 28–37.
• Guo, L., Chen, J., Wang, J., Cai, Y., Deng, P. (2016). Influences of stress magnitude and loading frequency on cyclic behavior of K 0-consolidated marine clay involving principal stress rotation. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 84, 94–107.
• Hyde, A.F., Yasuhara, K., Hirao, K. (1993). Stability criteria for marine clay under one-way cyclic loading. Journal of Geotechnical Engineering, 119 (11), 1771–1789.
• Jiang, M., Cai, Z. (2012). Stiffness Degradation of Soft Marine Clay under Uniaxial Cyclic Loading. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 17, 3887–3895.
• Kalinowska, M., Jastrzębska, M. (2014). Behaviour of cohesive soil subjected to Low-Frequency Cyclic Loading in Strain-Controlled Tests. Studia Getechnica et Mechanica, 36 (3), 21–35.
• Kowalewski, Z.L. (2011). Zmęczenie materiałów – podstawy, kierunki badań, ocena stanu uszkodzenia. Siedemnaste Seminarium „Nieniszczące badania materiałów”, Zakopane, 1–21.
• Kowalewski, Z.L., Szymczak, T., Maciejewski, J. (2014). Material effects during monotonic-cyclic loading. International Journal of Solids and Structures, 51, 740–753.
• Li, L.L., Dan, H.B., Wang, L.Z. (2011). Undrained behavior of natural marine clay under cyclic loading. Ocean Engineering, 38 (16), 1792–1805.
• Li, T., Meissner, H. (2002). Two-surface plasticity model for cyclic undrained behavior of clays. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 128 (7), 613–626.
• PN-88/B-04481:1988. Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.
• PN-EN 1997-2:2009. Eurokod 7. Projektowanie geotechniczne – Część 2: Rozpoznawanie i badanie podłoża gruntowego.
• PN-EN ISO 14688 2:2006. Badania geotechniczne. Oznaczenie i klasyfikacja gruntów – Część 2: Zasady klasyfikowania.
• Przewłócki, J., Świdziński, W., Górski, J. (2015). Probabilistyczna analiza osiadania gruntu obciążonego w sposób cykliczny. XI Konferencja „Nowe kierunki rozwoju mechaniki”. Red. Ł. Bohdal, Piotr Zmuda-Trzebiatowski. Koszalin – Sarbinowo. Politechnika Koszalińska, Koszalin, 81–83.
• Rutecka, A., Kowalewski, Z.L., Makowska, K., Pietrzak, K., Dietrich, L. (2015). Fatigue damage of Al/SiC composites – macroscopic and microscopic analysis. Archives of Metallurgy and Materials, 60 (1), 101–105.
• Sas, W., Gluchowski, A. (2013). Application of cyclic CBR test to approximation of subgrade displacement in road pavement. Acta Scientiarum Polonorum, Architectura, 12 (1), 51–61.
• Sas, W., Głuchowski, A., Szymański, A. (2014). Cyclic Behavior of Recycled Concrete Aggregate Improved with Lime and Gypsum Addition. Fourth International Conference on Geotechnique “Construction Materials and Environment”, Brisbane, 196–201.
• Sas,W., Gabryś, K., Soból, E., Szymański, A. (2016). Dynamic Characterization of Cohesive Material Based on Wave Velocity Measurements. Applied Sciences, 6 (2), 49.
• Seed, H.B., Chan, C.K, Monismith, C.L. (1955). Effects of repeated loading on the strength and deformation of compacted clay. Highway Research Board Proceedings, 34, 541–558.
• Sun, L., Gu, C., Wang, P. (2015). Effects of cyclic confining pressure on the deformation characteristics of natural soft clay. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 78, 99–109.
• Świdziński, W., Mierczyński, J. (2015). Reakcja nawodnionych osadów poflotacyjnych na obciążenia cykliczne w warunkach bez odpływu wody z porów. Inżynieria Morska i Geotechnika, 36 (3), 466–473.
• Tang, Y.Q., Cui, Z.Q., Zhang, X., Zhao, S.K. (2008). Dynamic response and pore pressure model of the saturated soft clay around the tunnel under vibration loading of Shanghai subway. Engineering Geology, 98 (3/4), 126–132.
• Vucetic, M., Dobry, R. (1988). Degradation of marine clays under cyclic loading. Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 114 (2), 133–149.
• Wang, J., Guo, L., Cai, Y., Xu, C., Gu, C. (2013). Strain and pore pressure development on soft marine clay in triaxial tests with a large number of cycles. Ocean Engineering, 74, 125–132.
• Wichtmann, T., Niemunis, A., Triantafyllidis, T. (2005). Strain accumulation in sand due to cyclic loading: drained triaxial tests. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 25 (12), 967–979.
• Zhou, J., Gong, X-N. (2001). Strain degradation of saturated clay under cyclic loading. Canadian Geotechnical Journal, 38 (1), 208–212.