Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Applications of implicit constitutive theory for describing the elastic response of rocks and concrete

Bustamante R., Rajagopal K. R.

Archives of Mechanics

|

2022

|

Vol. 74, nr 6

513--547

EN

An implicit constitutive relation is proposed for elastic bodies, when the gradient of the displacement is assumed to be very small, and as a result the strains are small. The resulting constitutive relation is a non-linear relationship between the linearized strain and the stress. The model is used to fit data for rock and concrete. Some boundary value problems are studied within the context of homogeneous deformations, and also a problem with inhomogeneous deformations is analyzed, namely the inflation of a circular annulus. The predictions of this new implicit constitutive relation are compared with the predictions of the constitutive equations for linearized elastic bodies.

2

Capability of triaxial apparatus with respect to evaluation of nonlinearity of soil stiffness

Lipiński Mirosław J., Wdowska Małgorzata K., Wudzka Anna

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 1

69--80

EN

Reliable evaluation of stress-strain characteristics can be done only in the laboratory where boundary conditions with respect to stress and strain can be controlled. The most popular laboratory equipment is a triaxial apparatus. Unfortunately, standard version of triaxial apparatus can reliable measure strain not smaller than 0.1%. Such accuracy does not allow to determine stiffness referred to strain range most often mobilized in situ i.e. 10-3 ÷ 10-1%, in which stiffness distribution is highly nonlinear. In order to overcome this problem fundamental modifications of standard triaxial apparatus should be done. The first one concerns construction of the cell. The second refers to method of measurement of vertical and horizontal deformation of a specimen. The paper compares three versions of triaxial equipment i.e. standard cell, the modified one and the cell with system of internal measurement of deformation. The comparison was made with respect to capability of stiffness measurement in strain range relevant for typical geotechnical applications. Examples of some test results are given, which are to illustrate an universal potential of the laboratory triaxial apparatus with proximity transducers capable to trace stress-strain response of soil in a reliable way.

PL

W artykule wskazano i przeanalizowano błędy jakie wynikają z konstrukcji komory standardowej. Następnie przedstawiono dwie modyfikacje aparatu, które znacząco zwiększają dokładność wyznaczania sztywności gruntu. Pierwsza modyfikacja polega na innej konstrukcji komory aparatu, która charakteryzuje się wewnętrznymi prętami łączącymi. Takie rozwiązanie pozwala na sztywne połączenie górnej części komory z dolną co pozwala m.in. na wyeliminowanie większości błędów braku współliniowości w dwóch płaszczyznach, pozwala na stały dostęp do próbki na etapie przygotowania (depozycja materiału, pomiary średnicy) a także zwiększa dokładność zadawania i pomiaru składowej wartości naprężenia pionowego. Taki rodzaj modyfikacji zwiększa dokładność pomiaru nawet o jeden rząd wielkości. Następnym etapem w doskonaleniu techniki określania charakterystyki naprężenie odkształcenie w aparacie trójosiowym są wewnątrzkomorowe systemy pomiaru przemieszczeń próbki. W artykule przedstawiono system, który według doświadczenia i opinii Autorów jest bardzo efektywny w porównaniu z innymi systemami. System oparty jest na czujnikach mikroprzemieszczeń działających na zasadzie prądów wirowych, których rozdzielczość pomiaru wynosi 1μm. System pomiarowy oparty na konfiguracji sześciu takich czujników pozwala na zwiększenie dokładności pomiaru o następny rząd wielkości. Należy podkreślić, że omówione powyżej modyfikacje aparatu trójosiowego były dokonane samodzielnie, w ramach własnej pracy badawczej a nie w drodze zakupu całego systemu dostępnego komercyjnie. W celu wykazania efektywności przedstawionych modyfikacji aparatu trójosiowego ściskania, w artykule przedstawiono wyniki pomiarów w postaci rozkładu parametrów określających sztywność gruntu tj. modułu odkształcenia E i współczynnika Poissona ν. Wyniki badań przedstawiono dla zagęszczonego i luźnego piasku drobnego przy różnych wartościach naprężenia poprzedzającego ścinanie. Zmienność parametrów przedstawiono w zależności od odkształcenia pionowego dla pomiarów wewnętrznych i zewnętrznych. Wyniki wskazują na istotny wpływ analizowanych czynników tj. zakresu odkształcenia, sposobu pomiaru i stanu materiału reprezentowanego przez wskaźnik porowatości i wielkość naprężenia na przebieg zmienności parametrów określających sztywność gruntu.

3

Przegląd wybranych rozwiązań teoretycznych jednoosiowej konsolidacji gruntów

Olek B. S.

Przegląd Geologiczny

|

2018

|

Vol. 66, nr 5

309--320

EN

This paper presents the review on available approaches to predicting consolidation settlement of cohesive soils. The progress of deformation in clays is visualized as the combination of hydrodynamic and rheological processes. The first part deals with infinitesimal consolidation theories. The second part is a review of finite strain solutions that describe consolidation of soils. Non-linear one-dimensional consolidation of a thin and thick clay deposit considering linear void ratiolog effective stress relationship, self-weight of soil, constant volume (1+void ratio), thickness of clay layer and coefficient of consolidation also were considered. This aspects was illustrated for different cases on the basis of variations of degree of consolidation obtained both for settlements and dissipation of excess pore water pressures. In addition attention was paid to non-linearity ofpermeability and compressibility during consolidation course, variablity of coefficient of consolidation and time-dependent soil response.

4

O metodach interpretacji wyników badań modułu odkształcenia gruntów w aparacie skrętnego ścinania RC/TS

Srokosz P., Dyka I., Bujko M.

Inżynieria i Budownictwo

|

2016

|

R. 72, nr 6

328--331

PL

Przedstawiono techniki eksperymentalne związane z wyznaczaniem modułów G w zakresie małych odkształceń, zagadnienia związane z interpretacją wyników badań oraz perspektywami doskonalenia stosowanych rozwiązań. Poza wynikami przykładowych badań laboratoryjnych zaprezentowano również wyniki analiz numerycznych z wykorzystaniem nieliniowo-sprężystego modelu konstytutywnego.

EN

Experimental techniques related to the measurement of G modulus in the range of small strain, issues related to the interpretation of the test results as well as prospects for improving the solutions are presented. Apart from the results of chosen laboratory tests, the results of the numerical analysis using non-linear elastic constitutive model are also presented.

5

Euler–Bernoulli type beam theory for elastic bodies with nonlinear response in the small strain range

Janečka A., Průša V., Rajagopal K. R.

Archives of Mechanics

|

2016

|

Vol. 68, nr 1

3--25

EN

The response of many new metallic alloys as well as ordinary materials such as concrete is elastic and nonlinear even in the small strain range. Thus, using the classical linearized theory to determine the response of bodies could lead to a miscalculation of the stresses corresponding to the given strains, even in the small strain regime. As stresses can determine the failure of structural members, such miscalculation could be critical. We investigate the quantitative impact of the material nonlinearity in the Euler–Bernoulli type beam theory. The governing equations for the deflection are found to be nonlinear integro-differential equations, and the equations are solved numerically using a variant of the spectral collocation method. The deflection and the spatial stress distribution in the beam have been computed for two sets of models, namely the standard linearized model and some recent nonlinear models used in the literature to fit experimental data. The predictions concerning the deflection and the spatial stress distribution based on the standard linearized model and the nonlinear models are considerably different.

6

The influence of selected parameters of cyclic process on cohesive soils shear characteristics at small strain

Jastrzębska M.

Archives of Civil Engineering

|

2010

|

Vol. 56, nr 1

89-107

EN

The subject of the paper comprises a cohesive soil response to a cyclic loading applied in the range of small strains (10-5 -;- 10-3). To this end tests of undrained cyclic shear in a triaxial compression apparatus were carried out on homogeneous material - kaoline from Tułowice. The tests were carried out on a modernised test bed, enabling full saturation of samples using the back pressure method, as well as a precise, intra-chamber measurement of small strains. Maintaining a constant deviatoric stress amplitude for NC and OC soils, the effect of its size as well as the influence of strain rate on material characteristics "deviatoric stress (excess pore water pressure) - axial strain" and effective stress paths were tested. While analysing the results obtained, a phenomenon of closing and stabilising initially open and moving loops were found, in contrast to proposal by Jardine. The observed increments in the axial strain during cyclic loading operation, at the same levels of lateral effective stress, were greater for normally consolidated than for overconsolidated soils. At the same time, at each next cycle, these relationships occurred during the increase in the pore water pressure during the cyclic load action. For the set number of cycles n = 10 they were that small - max. 46% (and decreasing with each consecutive cycle) that they did not result in weakening of the material. Taking the trend of decreasing Delta u increments into account it was possible to accept that the conclusion considered was right irrespective of the cycles' number.

PL

Przedmiotem dociekań i badań przedstawionych w artykule jest odpowiedź gruntu spoistego w strefie małych odkształceń na zadawane obciążenia cykliczne. Postawione zadanie łączy problemy reakcji gruntów spoistych na obciążenia powtarzalne i ich zachowania w zakresie małych odkształceń. Każdy z osobna jest przedmiotem wielu dociekań w ostatnich dekadach, jednakże niewiele z prac wychodziło poza jeden cykl. W związku z tym na potrzeby pracy wykonano badania cyklicznego ścinania bez odpływu wody w aparacie trójosiowego ściskania na jednorodnym materiale - kaolinie z Tułowic, obejmujące większą liczbę powtórzeń. Badania prowadzone były na zmodernizowanym stanowisku badawczym, umożliwiającym pełne nasycenie próbek metodą "back pressure" oraz precyzyjny, wewnątrzkomorowy pomiar małych odkształceń za pomocą bezkontaktowych czujników mikroprzemieszczeń. Przy zachowaniu stałej amplitudy dewiatora naprężenia, dla gruntów NC i OC, badano wpływ prędkości odkształcenia na charakterystyki materiałowe "dewiator naprężenia (zmiana ciśnienia wody w porach) - odkształcenie osiowe" i ścieżki naprężenia efektywnego. Analizując otrzymane wyniki stwierdza się inne w stosunku do Jardine'a zjawisko zamykania się i stabilizacji otwartych początkowo i przemieszczających się pętli. Obserwowane przyrosty odkształcenia osiowego w trakcie działania obciążenia cyklicznego, przy tych samych poziomach bocznego naprężenia efektywnego są większe dla gruntów normalnie skonsolidowanych niż prekonsolidowanych. Jednocześnie z każdym kolejnym cyklem przyrosty te są coraz mniejsze, przyjmując nawet wartość równą zero dla cyklu dziesiątego. Podobne relacje zachodzą podczas przyrostu ciśnienia wody w porach w trakcie działania obciążenia cyklicznego. Dla zadanej liczby cykli n=10 są one na tyle niewielkie - max. 46% (i malejące z każdym kolejnym cyklem), że nie prowadzą do osłabienia materiału. Uwzględniając trend malejących przyrostów Delta u można uznać słuszność przedmiotowego wniosku niezależnie od liczby cykli.

7

Analiza wpływu fizycznej nieliniowości gruntu na pracę płyty posadzki

Sołowski W.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 102

457-464

PL

W pracy przedstawiono model gruntu uwzględniający fizyczną nieliniowość gruntu w zakresie małych odkształceń, możliwy do wykorzystania w standardowych programach MES. Przy użyciu modelu wykonano analizę pracy układu posadzka - podłoże pod punktowym statecznym obciążeniem wózka widłowego. Wyniki analizy potwierdzają duże znaczenie nieliniowej pracy gruntu w zakresie małych odkształceń.

EN

A soil model is proposed in the paper, taking into account the nonlinearity of the soil in small strain range. With the use of the proposed model an analysis of soil - floor system under static loading of forklift truck was made. The analysis confirms that small strain nonlinearities have large impact on behaviour of the soil.