Numerical Modeling Of Natural Soft Soil Embankments Using A Robust Rotational Hardening Law

M Rezania

In the proceedings of: GeoVancouver 2016: 69th Canadian Geotechnical Conference

Session: FUNDAMENTALS - XI Physical & Numerical Modelling

ABSTRACT: Fundamental features of soft soil behaviour such as anisotropy, inter-particle bonding and destructuration, and strain-rate dependency make the design and construction on soft soils a challenging geotechnical task. To model the effect of fabric anisotropy on the soil behaviour, a number anisotropic elastoplastic soil models have been proposed using inclined yield surfaces. Since the soil fabric orientation varies under plastic strains, these models usually contain a models provide more realistic predictions compared to isotropic models. A latest version of the SANICLAY model, in which the aforementioned features of anisotropy, destructuration and rate-dependency are accounted for, is used in this study to investigate the stress-strain behaviour of natural soft soils. A novel rotational hardening law is applied to the model which guarantees the uniqueness of the critical state line, prevents excessive rotation of yield surface under special loading condition and is particularly simple that makes it very useful for practical applications. To consider strain-rate depevaluated by exploring its performance against measured data of a test embankment boundary value problem.

RÉSUMÉ: Les caractéristiques fondamentales du comportement des sols mous déstructuration, ainsi que la dépendance de la vitesse de déformation font de la conception et la construction sur des sols mous une tâche géotechnique difficile. Pour modéliser l'effet de l'anisotropie de la microstructure sur le comportement du sol, une multitude de modèles de sol élasto-plastique anisotrope ont été proposées en utilisant des surfaces de charge inclinées. Comme l'orientation de la microstructure du sol varie sous déformations plastiques, ces modèles contiennent généralement une "loi de durcissement de rotation" qui permet de changer l'inclinaison de la surface de charge dans diverses conditions de chargement. Par conséquent, ces modèles fournissent des prédictions plus réalistes par rapport aux modèles isotropes. Une dernière version du modèle SANICLAY, dans lequel sont comptabilisés les caractéristiques précitées de l'anisotropie, la déstructuration et la vitesse de déformation, est utilisé dans cette étude pour étudier le comportement contrainte-déformation des sols mous naturels. Une nouvelle loi de durcissement de rotation est appliquée au modèle qui garantit l'unicité de la ligne d'état critique, empêche la rotation excessive de la surface de charge dans des conditions de chargement spéciales et est particulièrement simple le rendant très utile pour des applications pratiques. Pour considérer la dépendance en vitesse de déformation du comportement du sol, la théorie de surcontrainte de Perzyna est employée. Les prédictions du modèle sont ensuite évaluées en explorant ses performances par rapport aux données mesurées dans un problème de conditions aux limites

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