view in publisher's site

Long-term behaviour and degradation of calcareous sand under cyclic loading

Highlights•The effect of the positional relationship between cyclic stress path and critical state line or static strength envelope on accumulated axial strain ε1acc was analysed.•The reverse cyclic stress ratio marks the threshold stress that changes dilatancy from decreasing to increasing.•Empirical models for predicting ultimate ε1acc and resilient modulus Mr were established.•The degradation along with its effect on long-term cyclic behaviour was discussed.•A conventional deviation trend of predicted values from measured values was found to have a connection with particle breakage.AbstractCalcareous sand has been used as the main filling material in numerous reef constructions. Therefore, understanding its long-term dynamic engineering geological characteristics under cyclic applications of traffic or wave loading is crucial to the design and prediction of the serviceability of reef infrastructures. Considering this, seven monotonic triaxial tests and 33 high-cycle (25,000 cycles) drained triaxial tests were conducted on calcareous sand with various mean effective stresses (p’) and cyclic stress ratios (ζ). The results show that the development of the accumulated axial strain (ε1acc) has a strong correlation with the positional relationship between the cyclic stress path and critical strength line (CSL) or static strength envelope (SSE) in the p’-q plane. The critical cyclic stress ratio ζc, that represents the cyclic stress path reaching the CSL, is proposed. When ζ>ζc, the growth rate of ε1acc with ζ increases drastically. Moreover, when the cyclic stress path approaches the SSE, ε1acc enters an incremental collapse state. The increase in p’ diminishes the dilatancy of the volumetric strain εv. However, this response of εv reverses from decreasing to increasing with increasing ζ. The resilient modulus (Mr) increases with the number of cycles (N) due to the initial densification. If εv dilation occurs, Mr will decrease with N as particles lose contact. A single parameter for the cyclic stress path ratio (ψ) considering the effects of p’, ζ, and SSE is proposed. Additionally, empirical formulas for calculating the ultimate ε1acc and Mr are established. Furthermore, particle degradation significantly worsens ε1acc and εv, but has a more profound effect on the compressibility of εv. This degradation is also detrimental to Mr. A certain deviation trend of the predicted values from the measured values is found to correspond with the relative particle breakage.

رفتار و تخریب طولانی‌مدت ماسه آهکی تحت بارگذاری سیکلی

نکات برجسته * تاثیر رابطه موقعیتی بین مسیر تنش دوره‌ای و خط حالت بحرانی یا پوش مقاومت استاتیک بر کرنش محوری تجمعی ε۱acc مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. * نسبت تنش سیکلی معکوس، تنش آستانه ای را نشان می‌دهد که تاخیر را از کاهش به افزایش تغییر می‌دهد. * مدل‌های تجربی برای پیش‌بینی حد نهایی و مدول برجهندگی آقای مورالس ایجاد شد. * تخریب همراه با اثر آن بر رفتار چرخه‌ای بلند مدت مورد بحث قرار گرفت. * مشاهده شد که روند انحراف متداول مقادیر پیش‌بینی‌شده از مقادیر اندازه‌گیری شده، ارتباطی با شکست ذره دارد. ماسه سست به عنوان ماده پر کننده اصلی در سازه‌های رگه ایی متعدد استفاده شده‌است. بنابراین، درک ویژگی‌های زمین‌شناسی مهندسی دینامیک بلند مدت آن تحت کاربردهای دوره‌ای ترافیک یا بارگذاری موج برای طراحی و پیش‌بینی قابلیت سرویس‌دهی زیرساخت‌های رگه حیاتی است. با توجه به این موضوع، هفت آزمایش سه محوری یکنواخت و ۳۳ آزمایش سه محوری زه‌کشی شده با چرخه بالا (۲۵۰۰۰ چرخه)بر روی ماسه آهکی با تنش‌های موثر متوسط مختلف (P ")و نسبت‌های تنش دوره‌ای (EZ)انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که توسعه کرنش محوری تجمع یافته ()دارای همبستگی قوی با رابطه موقعیتی بین مسیر تنش دوره‌ای و خط مقاومت بحرانی (CSL)یا پوش مقاومت استاتیک (SSE)در صفحه p " - q است. نسبت تنش دوره‌ای بحرانی، که نشان‌دهنده مسیر تنش دوره‌ای است که به CSL می‌رسد، پیشنهاد شده‌است. زمانی که f [ i ] برابر باشد، نرخ رشد با z [ i ] به شدت افزایش می‌یابد. علاوه بر این، هنگامی که مسیر تنش دوره‌ای به SSE نزدیک می‌شود،، وارد حالت فروپاشی افزایشی می‌شود. افزایش در، اتساع کرنش حجمی را کاهش می‌دهد. با این حال، این پاسخ از کاهش به افزایش با افزایش می ¬ یابد. مدول تاب آور (آقای)با تعداد چرخه‌ها (N)به دلیل متراکم سازی اولیه افزایش می‌یابد. اگر انبساط εv رخ دهد، با از دست دادن تماس ذرات با N کاهش می‌یابد. یک پارامتر واحد برای نسبت مسیر تنش دوره‌ای (y)با در نظر گرفتن اثرات p "، z، و SSE ارائه شده‌است. علاوه بر این، فرمول‌های تجربی برای محاسبه ε۱acc و آقای ایجاد شده‌اند. علاوه بر این، تخریب ذرات به طور قابل‌توجهی ε۱acc و εv را بدتر می‌کند، اما تاثیر عمیق تری بر تراکم پذیری εv دارد. این تجزیه همچنین برای آقای A روند انحراف خاصی از مقادیر پیش‌بینی‌شده از مقادیر اندازه‌گیری شده که متناظر با شکستگی نسبی ذرات است، مضر است.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Geotechnical Engineering and Engineering Geology
  • ترجمه مقاله Geotechnical Engineering and Engineering Geology
  • مقاله مهندسی ژئوتکنیکی و مهندسی زمین‌شناسی
  • ترجمه مقاله مهندسی ژئوتکنیکی و مهندسی زمین‌شناسی
  • مقاله Geology
  • ترجمه مقاله Geology
  • مقاله زمین‌شناسی
  • ترجمه مقاله زمین‌شناسی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.