Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô hình hóa các Tính chất Cơ học của Đất Băng Ép
Tóm tắt
Bài báo này tóm tắt các nghiên cứu thực nghiệm toàn diện về đường đặc trưng nước-đất (SWCC) và sự thay đổi của một số tính chất cơ học liên quan đến áp suất hút đối với đất băng ép thu thập từ Indian Head, Saskatchewan, Canada (gọi là đất băng Indian Head). Các tính chất cơ học đã tóm tắt bao gồm sức kháng cắt, sức nén không bị chặn, mô-đun đàn hồi không thoát nước và mô-đun đàn hồi tuần hoàn, những đặc tính này được đo trực tiếp hoặc tính toán lại từ các kết quả thực nghiệm. Một mô hình thống nhất được sử dụng để dự đoán sự thay đổi của các tính chất cơ học liên quan đến áp suất hút. Mô hình này chỉ yêu cầu thông tin của các tính chất cơ học trong điều kiện bão hòa và một điều kiện không bão hòa tham chiếu cùng với SWCC để dự đoán. Lợi thế của mô hình này là nó sử dụng một tham số mô hình hằng số mà không cần hiệu chỉnh. Nghiên cứu cho thấy mô hình có khả năng dự đoán đáng tin cậy tất cả các tính chất cơ học của đất băng Indian Head đã được nén chặt. Các tính chất cơ học sau đó được sử dụng trong phần mềm số Plaxis để mô hình hóa hành vi tải-settlement của các thử nghiệm chân móng mô hình thực hiện trên đất băng Indian Head nén chặt. Có sự đồng bộ tốt giữa hành vi tải-settlement đo được và mô hình hóa, cũng như khả năng chịu tải ở các mức áp suất hút khác nhau. Các nghiên cứu được trình bày trong bài báo này sử dụng mô hình thống nhất sẽ hữu ích cho việc triển khai cơ học của đất không bão hòa trong thực tiễn địa kỹ thuật.
Từ khóa
#đất băng ép #tính chất cơ học #mô hình thống nhất #áp suất hút #đất không bão hòa #PlaxisTài liệu tham khảo
AASHTO (2003) Designation T307-99: determining the resilient modulus of soils and aggregate materials. American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, DC
Bishop AW (1959) The principle of effective stress. Tecnisk Ukebland 106(39):859–863
Fredlund DG, Morgenstern NR, Widger RA (1978) The shear strength of unsaturated soils. Can Geotech J 15(3):313–321
Fredlund DG, Bergan AT, Wong PK (1977) Relation between resilient modulus and stress conditions for cohesive subgrade soils. Transportation Research Record, 642, Transportation Research Board, Washington, DC, pp 73–81
Fredlund DG, Rahardjo H (1993) Soil mechanics for unsaturated soils. Wiley, New York
Fredlund DG, Xing A (1994) Equations for the soil–water characteristic curve. Can Geotech J 31(4):521–532
Fredlund DG (2006) Unsaturated soil mechanics in engineering practice. J Geotech Geoenvironmental Eng 132(3):286–321
Gan JKM, Fredlund DG, Rahardjo H (1988) Determination of the shear strength parameters of an unsaturated soil using the direct shear test. Can Geotech J 25(3):500–510
Gens A (2010) Soil–environment interactions in geotechnical engineering. Géotechnique 60(1):3–74
Han Z, Vanapalli SK (2015) Model for predicting the resilient modulus of unsaturated subgrade soil using the soil–water characteristic curve. Can Geotech J 52(10):1605–1619
Han Z, Vanapalli SK (2016) Stiffness and shear strength of unsaturated soils in relation to soil–water characteristic curve. Géotechnique (tentatively accepted for publication)
Infante Sedano JA, Vanapalli SK (2011) Experimental investigation of the relationship between the critical state shear strength of unsaturated soils and the soil–water characteristic curve. Int J Geotech Eng 5(1):1–8
Khalili N, Khabbaz MH (1998) A unique relationship of χ for the determination of the shear strength of unsaturated soils. Géotechnique 48(5):681–687
Liang RY, Rabab’ah S, Khasawneh M (2008) Predicting moisture-dependent resilient modulus of cohesive soils using soil suction concept. J Transp Eng 134(1):34–40
Lu N, Kaya M (2014) Power law for elastic moduli of unsaturated soil. J Geotech Geoenvironmental Eng 140(1):46–56
Ng CWW, Pang YW (2000) Experimental investigations of the soil–water characteristics of a volcanic soil. Can Geotech J 37(6):1252–1264
Ng CWW, Zhou C (2014) Cyclic behaviour of an unsaturated silt at various suctions and temperatures. Géotechnique 64(9):709–720
Oh WT, Vanapalli SK, Puppala AJ (2009) Semi-empirical model for the prediction of modulus of elasticity for unsaturated soils. Can Geotech J 46(8):903–914
Oh WT, Vanapalli SK (2010) Influence of rain infiltration on the stability of compacted soil slopes. Comput Geotech 37(5):649–657
Oh WT, Vanapalli SK (2013) Interpreting the bearing capacity of unsaturated fine-grained soils using modified effective and total stress approaches. Int J Geomech 13(6):769–778
Poulos HG, Davis EH (1974) Elastic solutions for soil and rock mechanics. Wiley, New York
Power K, Vanapalli SK, Garga V (2008) A revised contact filter paper method. Geotech Test J 31(6):461–469
Power KC, Vanapalli SK (2010) Modified null pressure plate apparatus for measurement of matric suction. Geotech Test J 33(4):335–341
Rahardjo H, Melinda F, Leong EC, Rezaur RB (2011) Stiffness of a compacted residual soil. Eng Geol 120(1):60–67
Saskatchewan Institute of Pedology (1986) The soils of Indian Head Rural Municipality No 156 Saskatchewan. Saskatchewan Research Council, Saskatchewan
Tarantino A, Tombolato S (2005) Coupling of hydraulic and mechanical behaviour in unsaturated compacted clay. Géotechnique 55(4):307–317
Tinjum JM, Benson CH, Blotz LR (1997) Soil–water characteristic curves for compacted clays. J Geotech Geoenvironmental Eng 123(11):1060–1069
Vanapalli SK, Fredlund DG, Pufahl DE, Clifton AW (1996) Model for the prediction of shear strength with respect to soil suction. Can Geotech J 33(3):379–392
Vanapalli SK, Fredlund DG, Pufahl DE (1999) Influence of soil structure and stress history on the soil–water characteristics of a compacted till. Géotechnique 49(2):143–159
Vanapalli SK, Oh WT (2011) Simple techniques for the estimation of suction in compacted soils in the range of 0 to 60,000 kPa. Geotech Test J 34(6):765–774
Vanapalli SK, Taylan ZN (2012) Design of single piles using the mechanics of unsaturated soils. Int J GEOMATE 2(1):197–204
van Genuchten MT (1980) A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Sci Soc Am J 44(5):892–898
Zhou C, Xu J, Ng CWW (2015) Effects of temperature and suction on secant shear modulus of unsaturated soil. Géotech Lett 5(3):123–128