Small-strain dynamic characterization of clayey soil

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

Warianty tytułu

PL

Dynamiczne właściwości gruntów spoistych w zakresie małych odkształceń

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An appropriate evaluation of dynamic soil properties is important for proper seismic response analysis and soil modelling programs. The primary aim of this study was to investigate the dynamic properties of clayey soil from Warsaw area, taking into consideration some of the selected factors affecting the shear modulus (G) and the damping ratio (D) of examined samples. A series of resonant column tests were conducted to study the effect of applied pressure and shear strain amplitude on soil stiffness and its damping properties. These parameters were reviewed, investigated and discussed. On the basis of the results obtained from these tests as well as the theoretical analysis, it can be established that confining pressure and the range of considered strain had a significant influence on the dynamic shear modulus and on the dynamic damping ratio. The impact of stress level on D is also discussed.

PL

Odpowiednia ocena dynamicznych właściwości gruntu jest niezwykle ważnym elementem przy analizie reakcji gruntu poddanego obciążeniom sejsmicznym, jak również z punktu widzenia różnych programów do modelowania zachowania się gruntu w złożonych warunkach obciążenia. Głównym celem tej pracy było zbadanie właściwości dynamicznych gruntów ilastych z okolic Warszawy, biorąc pod uwagę kilka wybranych czynników wpływających na wartość modułu sprężystości poprzecznej (G) i wskaźnik tłumienia (D) badanych próbek. Przeprowadzono wiele badań w kolumnie rezonansowej, aby sprawdzić wpływ zadanego ciśnienia w komorze i amplitudy odkształcenia postaciowego na sztywność badanych gruntów oraz ich właściwości tłumiące. Na podstawie uzyskanych wyników badań i przeprowadzonych analiz teoretycznych stwierdzono, że zarówno ciśnienie otaczające próbkę w komorze, jak i zakres rozpatrywanych odkształceń miały znaczący wpływ na dynamiczny moduł sprężystości poprzecznej i na dynamiczny wskaźnik tłumienia. Autorzy zalecają kontynuację badań wpływu średniego naprężenia efektywnego na wskaźnik tłumienia.

Słowa kluczowe

EN

Warsaw surroundings; cohesive ground; loamy soil; soil strain; dynamic property; seismic loading; elasticity modulus; damping ratio; shear modulus

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Architectura
• Rocznik: 2015
• Tom: 14
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.55-65,fig.,ref.

Twórcy

autor

Gabrys K.

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

autor

Sas W.

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

autor

Sobol E.

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

Bibliografia

• ASTM Standard D 4015-92 (2000). Standard Test Methods for Modulus and Damping of Soils by the Resonant-Column Method. Annual Book of ASTM Standards, ASTM International, West Conshohocken, PA.
• Brocanelli, D., Rinaldi, V. (1998). Measurement of low-strain material damping and wave velocity with bender elements in the frequency domain. Canadian Geotechnical Journal, 35, 1032-1040.
• Burland, J.B. (1989). Ninth laurits Bjerrum memorial lecture. 'Small is beautiful', The stiffness of soils at small strains. Canadian Geotechnical Journal, 26, 4, 499-516.
• Clayton, C.R.I. (2011). Stiffness at small strain: research and practice. Géotechnique, 61, 1, 5-37.
• Ferreira, C., Martins, J.P., Gomes Correia, A. (2013). Determination of the Small-Strain Stiffness of Hard Soils by Means of Bender Elements and Accelerometers. Geotechnical and Geological Engineering, 7, 1-7.
• Gabryś, K. (2014). Charakterystyki odkształceniowe wybranych gruntów spoistych [In Polish]. Deformation characteristics of selected cohesive soils. Doctoral thesis. Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Faculty of Civil- and Environmental Engineering, Warsaw.
• 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.
• GDS Resonant Column (2010). The GDS Resonant Column System Handbook.
• Ishihara, K., (1996). Soil behaviour in earthquake geotechnics. Oxford Science Publications, .
• Khan, Z., El Naggar, M.H., Cascante, G. (2010). Frequency dependent dynamic properties from resonant column and cyclic triaxial tests. Journal of The Franklin Institute, 348, 1363-1376.
• Kim, T., Finno, R.J. (2014). Elastic Shear Modulus of Compressible Chicago Clay. KSCE Journal of Civil Engineering, 18, 7, 1996-2006.
• Kokusho, T., Yoshida, Y., Esashi, Y. (1982). Dynamic properties of soft clay for wide strain range. Soils and Foundations, 22, 4, 1-18.
• Liao, T., Massoudi, N., McHood, M., Stokoe, K.H., Jung, M.J., Menq, F.Y. (2013). Normalized Shear Modulus of Compacted Gravel. Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris, 2, 1535-1538.
• Sas, W., Gabryś, K. (2012). Laboratory measurement of shear stiffness in resonant column apparatus. Acta Scientiarum Polonorum, Architecture, 11, 4, 29-39.
• Senetakis, K., Anastasiadis, A., Pitilakis, K. (2012). The Small-Strain Shear Modulus and Damping Ratio of Quartz and Volcanic Sands. Geotechnical Testing Journal, 35, 6, 964-980.
• Woods, R.D. (1978). Measurements of dynamics soil properties. Conference on Earthquake Engineering and Soil Dynamics, Pasadena, Calif. Geotechnical Engineering Division, American Society of Civil Engineers, New York, 1, 91-121.