Creep behavior in Virginia Beach sand

Triaxial compression tests were performed on dense specimens of Virginia Beach sand at low and high confining pressures to study time effects that relate to grain crushing due to static fatigue or delayed fracture. Experiments to study effects of loading strain rate on subsequent creep showed negligible time effects and no grain crushing at low confining pressures, while tests at high confining pressures indicated increasing amounts of creep with increasing initial loading strain rates and with increasing deviator stress at creep. Investigation of effects of grain-size distribution indicated stiffer initial response and smaller amounts of creep for more uniformly graded soils at high confining pressures. The experimental results showed that structuration effects were not present in the dense Virginia Beach sand. A long-term creep test at high confining pressure indicated continuous creep with no indication of its termination. Sieve analyses following each triaxial test showed that grain crushing, as quantified by Hardin's relative breakage factor, was proportional to energy input and amount of creep observed for each soil specimen. The creep is due to the time-dependent static fatigue by which the grains crush and cause rearrangement of the grain structure, and this is the reason behind the time effects in granular materials. Key words: time effects, creep, grain crushing, static fatigue, structuration. Des essais de compression triaxiale ont ete realises sur des echantillons denses de sable de Virginia Beach, a des pressions de confinement faibles et elevees, afin d'etudier les effets du temps sur l'ecrasement des grains du a la fatigue statique ou a la rupture retardee. Les essais evaluant les effets du taux chargement en deformation sur le fluage subsequent ont demontre des effets du temps negligeables et aucun ecrasement des grains a des pressions de confinement faibles, tandis que les essais a pression de confinement elevee ont indique une augmentation du fluage lorsque les taux de chargement en deformation initiaux augmentent, de meme qu'avec l'augmentation de la contrainte deviatrice lors du fluage. Les investigations des effets de la distribution granulometrique ont demontre un comportement initial plus rigide et un plus faible fluage pour des sols plus uniformes a pressions de confinement elevees. Les resultats experimentaux demontrent que les effets structuraux ne sont pas presents dans le sable dense de Virginia Beach. Un essai de fluage a long terme, realise sous une pression de confinement elevee, a indique un fluage continu avec aucune indication qu'il va se terminer. Des analyses par tamisage faites apres chaque essai triaxial ont demontre que l'ecrasement des grains, tel que quantifie par le facteur de bris relatif de Hardin, est proportionnel a l'energie ajoutee et a la quantite de fluage observe pour chaque echantillon de sol. Le fluage est cause par la fatigue dependante du temps, par laquelle les grains sont ecrases et ainsi engendrent un rearrangement de la structure des grains, et cet effet explique l'influence du temps dans les materiaux granulaires. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: effets du temps, fluage, ecrasement des grains, fatigue statique, structure.
Introduction Time effects in granular materials have been widely reported in the literature and comprise rate effects and aging effects. Rate effects include rate dependency, creep (loading rate of zero) [...]