Transparent fused silica to model natural sand

Zhaohu Cao, Jinyuan Liu, Hanlong Liu

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Laboratory Testing

ABSTRACT: This paper presents an experimental investigation on geotechnical properties of fused silica. Fused silica, a typical glass calcined by high-temperature, is similar to the amorphous silica used in making transparent soil. However, amorphous silica exhibits a high compressibility and a high secondary consolidation due to its two-pore system similar to that of peat or organic clay. Instead of a two-pore system in amorphous silica, fused silica has only one-pore system similar to that of natural sand and clay. The gain sizes of fused silica used in this study range from 0.1 mm to 2 mm. The geotechnical properties including gradation, compressibility, and both statics and dynamics shear strength of this fused silica are investigated through laboratory testing. The results show that fused silica and natural sand have similar behavior, especially for stress-strain behavior. Fused silica can be used to model natural sand under a low confining pressure condition. An appreciable breakage is noticed in fused silica once the confining stress exceeds 300 kPa. In general, fused silica will provide a better modeling capacity than amorphous silica.

RÉSUMÉ: Ce document présente une recherche expérimentale sur les propriétés géotechniques de la silice fondue. La silice fondue, un verre typique calciné par température, est semblable à la silice amorphe utilisée en faisant le sol transparent. Cependant, la silice amorphe montre une compressibilité élevée et une consolidation secondaire élevée dues à son système de deux-pore semblable à celui de la tourbe ou de l'argile organique. Au lieu d'un système de deux-pore en silice amorphe, la silice fondue a seulement le système d'un-pore semblable à celui du sable et de l'argile normaux. Les tailles de gain de la silice fondue utilisée dans cette gamme d'étude de 0.1 millimètre à 2 millimètres. Les propriétés géotechniques de cette silice fondue comprenant la gradation, compressibilité, et statique et résistance au cisaillement de dynamique sont étudiées par l'essai en laboratoire. Les résultats prouvent que la silice fondue et le sable normal ont le comportement semblable, particulièrement pour le comportement de contrainte-tension. La silice fondue peut être employée pour modeler le sable normal dans une basse condition de emprisonnement de pression. Une rupture appréciable est notée en silice fondue une fois que l'effort de emprisonnement dépasse le kPa 300. La silice généralement fondue fournira une meilleure capacité de modélisation que la silice amorphe.

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Cite this article:
Zhaohu Cao; Jinyuan Liu; Hanlong Liu (2011) Transparent fused silica to model natural sand in GEO2011. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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