Dynamic and cyclic static loading behavior of silty-sandy clay at small and moderate strains

• Autorzy: Gabrys K. , Sas W. , Sobol E.

Warianty tytułu

PL

Zachowanie się gliny z pyłem i piaskiem pod obciążeniem dynamicznym i cykliczno-statycznym w zakresie małych i średnich odkształceń

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The shear modulus (G) is one of the key parameters for seismic ground response analysis and it can be usually determined by means of dynamic tests (DT), such as resonant column test (RCT), or cyclic static test (CST), e.g. torsional shear (TST). The RC and TS tests are widely used laboratory methods to find stiffness of soil at small to medium strain range (0.0001–0.5%). The purpose of this paper is to present the experimental results from RC and CS laboratory tests on silty-sandy clay from the western part of Warsaw, Poland. The study aims to compare the shear modulus values obtained from two different research techniques. The influence of, in particular, the applied effective pressure, associated shear strain and experimental method (i.e. loading frequency and output amplitude) on the shear modulus at small strains (Gmax) and secant shear modulus (G) are investigated and proved. Generally, the results reveal that the examined soils stiffness calculated from TS tests is lower than from RC tests.

PL

Moduł odkształcenia postaciowego (G) jest jednym z kluczowych parametrów w analizie odpowiedzi gruntu na oddziaływania sejsmiczne i zazwyczaj może być wyznaczony za pomocą badań dynamicznych, takich jak badania w kolumnie rezonansowej (RCT), lub cykliczno-statycznych (CST), na przykład skrętne ścinanie (TS) bądź cykliczne badanie trójosiowe. Badania w kolumnie rezonansowej (RC) oraz w aparacie skrętnego ścinania (TS) są obecnie powszechnie stosowanymi metodami laboratoryjnymi pozwalającymi na znalezienie sztywności gruntu w zakresie małych i średnich odkształceń. Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie wyników badań w kolumnie rezonansowej i w aparacie skrętnego ścinania wykonanych na glinie z pyłem i piaskiem, pochodzącej z zachodniej części Warszawy. Ponadto zamierzeniem autorów jest porównanie wartości modułów ścinania uzyskanych z dwóch różnych technik badawczych. Autorzy potwierdzają także istnienie wpływu w szczególności zastosowanego naprężenia efektywnego, poziomu odkształcenia oraz metody badawczej (tj. częstotliwości obciążenia i amplitudy napięcia na układzie napędowym) na moduł ścinania przy małych odkształceniach (Gmax) oraz na sieczny moduł ścinania (G). Wyniki przeważnie pokazują, że sztywność badanego materiału obliczona na podstawie badań TS jest mniejsza niż ta uzyskana z badań RC.

Słowa kluczowe

EN

clay; sandy loam; silty loam; dynamic load; static load; cyclic loading; ground stiffness; shear modulus; resonant column; torsional shear; laboratory test

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Architectura
• Rocznik: 2016
• Tom: 15
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.43-55,fig.,ref.

Twórcy

autor

Gabrys K.

• Water Centre - Laboratory, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Warsaw University of Life Sciences - SGGW, 6 Ciszewskiego St., 02-776 Warsaw, Poland

autor

Sas W.

• Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Warsaw, Poland

autor

Sobol E.

• Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Warsaw, Poland

Bibliografia

• Bai, L. (2011). Preloading Effects on Dynamic Sand Behavior by Resonant Column Tests. Ph. D. Thesis. Technical University of Berlin, Berlin.
• Benz, T. (2007). Small-Strain Stiffness of Soils and its Numerical Consequences. Ph.D. Thesis. University of Stuttgart, Stuttgart.
• Burland, J.B. (1989). Small is Beautiful-The Stiffness of Soil at Small Strains. Ninth Laurits Bjerrum Memorial Lecture. Canadian Geotechnical Journal, 26, 4, 499–516.
• Fedrizzi, F., Raviolo, P.L., Vigano, A., 2015. Resonant column and cyclic torsional shear experiments on soils of the Trentino valleys (NE Italy). Proc. 16th ECSMGE Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development. ICE Publishing, 3437–3442.
• Gabryś, K., Sas, W., Szymański, A. (2013). Kolumna rezonansowa jako urządzenie do badań dynamicznych gruntów spoistych [In Polish]. Resonant Column Apparatus as a device for dynamic testing of cohesive soils. Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska. Scientific Review – Engineering and Environmental Sciences, 22 (1), 59, 3–13.
• Gabryś, K., Sas, W., Soból, E. (2015). Small-strain dynamic characterization of clayey soil. Acta Sci. Pol. Architectura, 14, 1, 55–65.
• Hardin, B.O. (1978). The Nature of Stress-Strain Behavior of Soils. Earthquake Engineering and Soil Dynamics. Pasadena CA, 1, 3–90.
• Ishibashi, I. (1992). Discussion of effect of soil plasticity on cyclic response by Mladem Vucetic and Ricardo Dobry. Journal of Geotechnical Engineering, 118, 5, 830–832.
• Jardine, R.J. (1985). Investigation of Pile-Soil Behavior with Special Reference to the Foundations off Offshore Structures. Ph.D. Thesis. University of London, London.
• Lo Presti, D.C.F. (1995). General report: Measurement of shear deformation of geomaterials in the laboratory. Proc. Int. Symp. on Pre-failure. Deformation of geomaterials. Ed. S. Shibuya, T. Mitachi and S. Muira, 2, 1067–1088.
• Lo Presti, D.C.F., Pallara, O., Lancellotta, R., Armandi, M., Maniscalco, R. (1993). Monotonic and Cyclic Loading Behavior of Two Sands at Small Strains. Geotechnical Testing Journal, 16, 4, 409–424.
• Lo Presti, D.C.F., Jamiolkowski, M., Pallara, O., Cavallaro, A., Pedroni, S. (1997). Shear modulus and damping of soils. Géotechnique, 47, 3, 603–617.
• Opracowanie ekofizjograficzne do studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego M. St. Warszawy. (2006). Urząd Miasta Stołecznego Warszawy, Warszawa.
• PN-EN 14688-1:2005. Geotechnical investigation and testing – Identification and classification of soil - Part 1: Identification and Description (ISO 14688-1:2002/Amd 1:2013).
• Sas, W., Soból, E., Gabryś, K., Markowska-Lech, K. (2016). Study of the cohesive soil stiffness in a modified resonant column. Materiały Konferencji Naukowych. II Sympozjum Geofizyczne: APPLIED GEOPHYSICS 2016 – Geofizyka stosowana w zagadnieniach górniczych, inżynierskich i środowiskowych. 1–3 czerwca 2016, Gdańsk, 1–15.
• Stokoe, K.H.II, Isenhower, W.M., Hsu, J.R. (1980). Dynamic properties of offshore silty samples. Proc. 12th Ann. Offshore Technology Conference. Houston, Texas, 3771-MS.
• Subramaniam, P., Banerjee, S. (2016). Torsional Shear and Resonant Column Tests on Cement Treated Marine Clay. Indian Geotechnical Journal, 46, 2, 183–191.