A stress history and strain dependent stiffness of overconsolidated cohesive soil

Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW
Land Reclamation No 43 (2), 2011: 207–216
(Ann. Warsaw Univ. of Life Sci. – SGGW, Land Reclam. 43 (2), 2011)

A stress history and strain dependent stiffness of overconsolidated cohesive soil

MIROSŁAW J. LIPIŃSKI, MAŁGORZATA K. WDOWSKA
Faculty of Civil and Environmental Engineering, Warsaw University of Life Sciences – SGGW

Abstract: In the last three decades an interest has grown in prediction of soil stiffness. This is mainly due to enlightened nonlinearity of constitutive characteristic in small and intermediate range of strain. In the last decade this interest has been extended on natural undisturbed soil. The paper undertakes this subject with an attention focused on Quaternary heavy overconsoldated stiff sandy clay. Series of triaxial tests on reconstituted and natural material were carried out which provided data for setting up formula for calculation Young’s modulus in a wide range of strain 10–2÷1.0%, representative for working ranges in engineering applications. Stress history, in the form of yielding stress, is also accounted for.

Key words: undisturbed heavy overconsolidated sandy clay, normalized Young’s modulus, stress history, strain range, triaxial tests

Streszczenie: Określenie sztywności prekonolidowanych gruntów spoistych uwzględniające historię stanu naprężenia i zakres odkształceń. Artykuł dotyczy opisu sztywności średnio spoistego gruntu silnie prekonsolidowanego. Materiał doświadczalny obejmuje badania trójosiowe na próbkach gruntu naturalnego o nienaruszonej strukturze (9 badań) i na próbkach rekonstruowanych (6 badań). Próbki rekonstruowane były obciążane, doprowadzane do końca konsolidacji, a następnie odciążane. W ten sposób otrzymano grunt prekonsolidowany mechanicznie o znanym zakresie OCR od 1 do 8. Próbki rekonstruowane o nienaruszonej strukturze były ścinane w warunkach bez odpływu, a zatem wielkości modułu odkształcenia E należy odnosić do tych warunków. Przeprowadzone badania pozwoliły na ustalenie formuł opisujących zmiany wartości modułu w zależności od podstawowych wielkości mających wpływ na ostateczną jego wartość, tj. wielkość zadawanych naprężeń efektywnych, naprężenie prekonsolidacji σ'p dla gruntów rekonstruowanych, naprężenia uplastycznienia σ'y dla gruntów nienaruszonych (w stanie naturalnym), a także wartość odkształcenia pionowego do którego odnosi się wielkość sztywności. Należy podkreślić, że wartość naprężenia uplastycznienia σ'y= 1750 kPa została określona przy wykorzystaniu nowej metody opartej na zjawisku dylatancji gruntu, natomiast wartości odkształceń, do którego można zastosować proponowaną formułę obejmują szeroki zakres 0,01÷1,00%, wpisujący się w najbardziej istotny przedział z punktu widzenia praktyki inżynierskiej.

Please use the following format to cite the selected article:
LIPIŃSKI M., WDOWSKA M. 2011. A stress history and strain dependent stiffness of overconsolidated cohesive soil. Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW. Land Reclamation 43 (2): 207–216

Authors’ address:
Mirosław J. Lipiński, Małgorzata Wdowska
Katedra Geoinżynierii
Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego
ul. Nowoursynowska 159
02-776 Warszawa, Poland
e-mail: miroslaw_lipinski@sggw.pl
malgorzata_wdowska@sggw.pl
LIPIŃSKI M., WDOWSKA M. 2011. A stress history and strain dependent stiffness of overconsolidated cohesive soil

10.2478/v10060-011-0056-y