Search

The dependence of the undrained behaviour of sand on the initial stress state and the orientation of principal stresses with respect to the bedding planes is assessed under generalized loading paths using hollow cylinder torsional shear tests. The undrained tests were carried out using displacement-controlled loading to confidently capture the post-peak strain-softening response. Undrained behaviour of sands under identical initial states is shown to be dependent on the direction of principal stresses, during and prior to undrained shear, in relation to the direction of bedding planes. The minimum undrained strength of the strain-softening sand is found to be highly influenced by the initial stress state (confining stress, direction of principal stresses, and static shear), even though the friction angle mobilized at the instant of minimum strength is unique. A mere rotation of principal stresses at constant deviator stress alone can lead to a strain-softening response that may culminate in limited or unlimited flow deformation. The susceptibility of sand to liquefaction due to stress rotation increases as the direction of the major principal stress approaches the orientation of the bedding plane. The potential for flow deformation is strongly dependent on the direction of the major principal stress in relation to the bedding planes, and the steady state strength is not uniquely related to the void ratio alone.Key words: liquefaction, hollow cylinder torsion test, principal stress direction, static shear, steady state strength, minimum undrained strength.Au moyen d'essais de cisaillement en torsion sur cylindre creux, on a évalué le long de cheminements généralisés de chargement la dépendance du comportement non drainé du sable par rapport à l'état des contraintes initiales et à l'orientation des contraintes principales par rapport aux plans de littage. Les essais non drainés ont été réalisés au moyen de chargements à déformations contrôlées pour s'assurer de capter la réponse en ramollissement post-pic en fonction de la déformation. On montre que le comportement non drainé des sables sous des états initiaux identiques dépend de la direction des contraintes principales, avant et durant le cisaillement, par rapport à la direction des plans de littage. La résistance non drainée minimale du sable en anti-écrouissage s'avère être grandement influencée par l'état initial des contraintes (contrainte de confinement, direction des contraintes principales, et cisaillement statique), quoique l'angle de frottement mobilisé au moment de la résistance minimale soit unique. Une simple rotation des contraintes principales à contrainte déviatorique constante peut à elle seule conduire à une réaction de ramollissement qui peut culminer en une déformation d'écoulement limitée ou illimitée. La susceptibilité à la liquéfaction du sable due à la rotation des contraintes augmente lorsque la direction de la contrainte principale majeure approche de l'orientation du plan de littage. Le potentiel pour une déformation en écoulement est fortement dépendant de la direction de la contrainte principale majeure par rapport aux plans de littage, et la résistance à l'état d'écoulement permanent n'est pas uniquement reliée au rapport de vide à lui seul.Mots clés : liquéfaction, essai de torsion au cylindre creux, direction de la contrainte principale, cisaillement statique, résistance à l'état d'écoulement permanent, résistance au cisaillement non drainé.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Liquefaction resistance of a sand under cyclic loading is assessed and the effects of the levels of confining pressure and static shear on resistance to liquefaction are investigated. Site-specific values of the resistance under specified levels of confining and static shear stresses are measured in the laboratory. The measured values are compared with those which would be predicted by the application of empirical multiplying factors K[sub σ] and K[sub α] to the reference resistance at 100 kPa effective confining stress with no static shear. It is shown that K[sub σ] and K[sub α] are not independent, as assumed in current practice. The combined factor K[sub σ] × K[sub α] resulting from the empirical method is shown to underestimate the cyclic resistance ratio regardless of the initial density and confining and static shear levels. The degree of conservatism is most dramatic at looser density states.Key words: sand, liquefaction, static, cyclic, static shear, confining stress.On évalue la résistance à la liquéfaction d'un sable sous un chargement cyclique et on étudie les effets des niveaux de la pression de confinement et du cisaillement statique sur la résistance à la liquéfaction. On mesure en laboratoire des valeurs de résistance spécifiques au site à des niveaux spécifiés de contraintes de confinement et de cisaillement statique. Les valeurs mesurées sont comparées à celles qui seraient prédites par l'application des facteurs multiplicatifs empiriques K[sub σ] et K[sub α] à la résistance de référence sous une contrainte de confinement de 100 kPa et sans cisaillement statique. On montre que K[sub σ] et K[sub α] ne sont pas indépendants, comme on le suppose dans la pratique courante. On montre que le facteur combiné K[sub σ] × K[sub α] découlant de la méthode empirique sous-estime le rapport de résistance cyclique, quels que soient la densité initiale et les niveaux de confinement et de cisaillement statique. Le degré de conservatisme est des plus dramatiques à des états de densité plus meubles.Mots clés : sable, liquéfaction, statique et cyclique, cisaillement statique, contrainte de confinement.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The static undrained behavior of saturated sand is shown to be dilative in triaxial compression, even in the loosest deposited state. However, the behavior in triaxial extension is contractive for relative densities of up to 60%, implying a profound anisotropy of response to undrained loading. On monotonic loading, following liquefaction, the sand always responds in a dilative manner even though it is contractive under static loading. The postliquefaction response represents continuously stiffening behavior and an approach to any residual strength is not observed, regardless of density or effective stress conditions prior to cyclic loading. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Discusses the article "Effect of Undrained Creep on Instability Behavior of Loose Sand," which presented some experimental data in support of instability induced in saturated sand when undergoing undrained creep. Definition of instability; Specimen preparation; Influence of the time allowed for both consolidation and aging prior to perturbation on the pore pressure generated.

The paper presents the results of laboratory triaxial compression tests to study the stiffness of very loose Fraser River sands. The stiffness has been shown to be very dependent on the time of confinement prior to shearing and the stress ratio at which the sample is aged. Higher stress ratios resulted in very low initial moduli with no ageing, but the moduli increased by several hundred percent during the first 1000 min of ageing. For ageing at a stress ratio of 1.0 (i.e., isotropic ageing), the initial moduli were higher than those for ageing at high stress ratios, but the stiffness increased by only about 60% during the first 1000 min of ageing. The rate of stiffness increase was approximately linear with the logarithm of time up to ageing times of 10 000 min (>1 week). Ageing at any stress ratio resulted in reduced contractive volumetric strain during subsequent shearing, reflecting a change in soil structure during ageing. The dℇ[sub v] /dℇ[sub a] ratio under triaxial compression loading decreased as the ageing stress ratio increased. The results suggest that close attention must be paid to the age of laboratory samples prepared to study the stress–strain response of sands at strains up to about 0.1%, particularly in studies on loose sand.Key words: sands, ageing, creep, modulus.Cet article présente les résultats d'un programme d'essais en laboratoire pour étudier la rigidité de sables très lâches du fleuve Fraser au moyen d'essais de compression triaxiale. On a montré que la rigidité était très dépendante du temps de confinement antérieur au cisaillement et du rapport des contraintes sous lequel l'échantillon a vieilli. Des rapports de contraintes plus élevés ont donné des modules initiaux très faibles sans vieillissement, mais les modules ont augmenté de plusieurs 100 % au cours des mille premières minutes de vieillissement. Sous un vieillissement isotrope, les modules initiaux étaient plus élevés que pour des rapports de contraintes plus élevés mais la rigidité a augmenté de seulement environ 60 % durant les 1000 premières minutes de vieillissement. La vitesse d'augmentation de la rigidité était approximativement linéaire en fonction du logarithme du temps jusqu'à des temps de vieillissement de 10 000 minutes (>1 semaine). Le vieillissement sous n'importe quel rapport de contraintes a donné des déformations volumétriques de contraction réduites durant le cisaillement subséquent, ce qui indiquait un changement dans la structure du sol durant le vieillissement. Le rapport dℇ[sub v] /dℇ[sub a] sous chargement triaxial en compression a diminué lorsque le rapport de contraintes de vieillissement augmentait. Les résultats suggèrent que l'on doit porter un attention particulière à l'âge des échantillons préparés en laboratoire pour étudier la réponse contrainte-déformation des sables jusqu'à des déformations de 0,1 %, particulièrement dans les études sur le sable lâche.Mots clés : sables, vieillissement, fluage, module.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Presents a correction to the article "Effect of Ageing on Stiffness of Very Loose Sand," by J.A. Howie, T. Shozen and Y.P. Vaid.