Modification of a material testing system for cyclic triaxial testing of soils

ABSTRACT: Soils' responses to cyclic and dynamic loadings due to construction-induced ground vibration or earthquakes are governed by the dynamic properties of the foundation soil, including shear modulus, Poisson's ratio, and damping. Several factors such as the soil type, rate and number of cycles in cyclic loadings, effective stress, and over-consolidation ratio affect dynamic properties of soils. Simple cyclic testing such as cyclic triaxial tests have been widely used to determine dynamic properties of different soil types. Here we present the design of a cyclic triaxial testing device by modifying an MTS 858 apparatus, which is originally used to conduct tests related to fatigue assessment or measuring the resilient modulus of unconfined granular materials. The modified cyclic triaxial apparatus will be used to measure the dynamic properties of the Winnipeg clay.

RÉSUMÉ: Les réponses des sols aux charges cycliques et dynamiques dues aux vibrations du sol ou aux signaux de tremblement de terre induits par la construction sont régies par les propriétés dynamiques du sol de fondation, y compris le module de cisaillement, le coefficient de Poisson et l’amortissement. Plusieurs facteurs tels que le type de sol, la vitesse et le nombre de cycles de chargement cyclique, le stress effectif et le rapport de surconsolidation affectent les propriétés dynamiques du sol. Des tests cycliques simples tels que les tests triaxiaux cycliques ont été largement utilisés pour déterminer les propriétés dynamiques de différents types de sol. Nous présentons ici le processus de conception d'un dispositif de test triaxial cyclique en modifiant un appareil MTS 858 qui est à l'origine utilisé pour effectuer des tests liés à l'évaluation de la fatigue ou à la mesure du module élastique de matériaux granulaires non confinés. L'appareil triaxial cyclique modifié sera utilisé pour mesurer les propriétés dynamiques des échantillons de sol, telles que la dégradation du module de cisaillement et les courbes d'amortissement ainsi que les changements de pression interstitielle pendant le chargement cyclique.