Implementation of a pattern-based criterion to assess cyclic shear resistance of soil from laboratory element tests

P. Jadhav, D. Wijewickreme

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoNiagara 2021: 74th Canadian Geotechnical Conference; 14th joint with IAH-CNC

RÉSUMÉ: Dans la pratique actuelle, l'apparition d'une performance inacceptable (« liquéfaction ») des sols sous charge cyclique est évaluée à l'aide de critères basés soit sur une pression interstitielle excessive, soit sur le développement d'une contrainte de cisaillement cyclique. Un critère basé sur le modèle contrainte-déformation basé sur la rigidité au cisaillement a également été proposé récemment à cette fin. Le nouveau critère consiste essentiellement à identifier la formation de « nœuds » dans les boucles contrainte-déformation par examen visuel. Ce processus manuel, cependant, est laborieux et apporte une certaine incertitude aux résultats en raison de la dépendance des analystes. Une nouvelle approche numérique est proposée pour automatiser ce processus tout en allégeant les contraintes indésirables ci-dessus. L'approche consiste à suivre les changements dans la courbure localisée (rayon des directions des vecteurs de courbure) dans les boucles de contrainte-déformation et, à son tour, à identifier l'instance de formations de «coude» dans les boucles. L'approche a été mise en œuvre sur les données disponibles provenant d'essais de cisaillement cyclique en laboratoire. Le nombre de cycles pour des performances inacceptables pour chaque test a été déterminé et, à son tour, générant les courbes du rapport de résistance cyclique (CRR) pour le sol testé. Les courbes CRR sont comparées à celles développées à partir du processus manuel.

ABSTRACT: In current practice, the onset of unacceptable performance ("liquefaction") of soils under cyclic loading is evaluated using criteria based on either excess pore water pressure or cyclic shear strain development. A stress-strain pattern-based criterion based on shear stiffness has also been proposed recently for this purpose. The new criterion essentially involves identifying the formation of "kinks" in stress-strain loops by visual examination. This manual process, however, is laborious and brings some uncertainty to the outcomes due to analyst-dependency. A new numerical approach is proposed to automate this process while alleviating the above undesirable constraints. The approach involves tracking the changes in the localized curvature (radius of curvature vector directions) in the stress-strain loops, and in turn, identifying the instance of "kink" formations in the loops. The approach was implemented on available data from laboratory cyclic shear tests. The number of cycles for unacceptable performance for each test was determined, and in turn, generating the cyclic resistance ratio (CRR) curves for the tested soil. The CRR curves are compared with those developed from the manual process.

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