Elasto-plastic model of unsaturated soil

• Autorzy: Fedczuk P.

Warianty tytułu

PL

Sprężysto-plastyczny model nienawodnionego gruntu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the concept of an elasto-plastic model for partially saturated soil. Elastic properties are described by the classical elastic rule, taking into consideration the effective stresses. Plastic properties are defined by extension of the critical state theory which also takes the suction effect into consideration. The behaviour of soil is described by the extended incremental elasto-plastic constitutive relation (in form "effective stress - strain and suction" relationship). The model operates the equation of the Wheeler and Sivakumar's plastic surface. The generalized hardening rule (for the changing value of suction) connects the increment of the plastic part of the void ratio with stress and suction levels.

PL

W pracy prezentuje się koncepcję sprężysto-plastycznego modelu częściowo nawodnionego gruntu. Sprężyste własności gruntu opisuje klasyczne równanie sprężystości, uwzględniającego efektywne naprężenia. Plastyczne własności definiuje rozwinięta teoria stanu krytycznego uwzględniająca efekt ssania. Zachowanie gruntu opisuje rozszerzone przyrostowe prawo sprężysto-plastyczności (w formie zależności "efektywne naprężenie - odkształcenie i ssanie"). Model operuje zmodyfikowanym równaniem powierzchni plastyczności Wheelera i Sivakumara. Uogólnione prawo wzmocnienia (dla zmiennej wartości ssania) wiąże przyrost plastycznej części wskaźnika porowatości z poziomem efektywnego naprężenia i ssania.

Słowa kluczowe

EN

elasto-plastic model; partially saturated soil; suction; effective stress; yield surface; hardening rule

PL

sprężysto-plastyczny model; częściowo nawodniony grunt; ssanie; naprężenie efektywne; powierzchnia plastyczności; prawo wzmocnienia

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: AGH Journal of Mining and Geoengineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 36, no. 2
• Strony: 137--144
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Fedczuk P.

• Opole University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Opole

Bibliografia

• [1] Alonso E.E., Gens A., Josa A.: A Constitutive Model for Partially Saturated Soils. Geotechnique, Vol. 40, No. 3, 1990, pp. 405-430.
• [2] Di Rado H.A., Benyeto P.A., Mroginski J.L., Awruch A.M.: Influence of the Saturation-suction Relationship in the Formulation of Non-saturated Consolidation Models. Mathematical and Computer Modelling, 49, 2009, pp. 1058-1070.
• [3] Fedczuk P.: Sprężysto-plastyczny model częściowo nawodnionego ośrodka gruntowego. In: Problemy geotechniczne i środowiskowe z uwzględnieniem podłoży ekspansywnych, Eds Dembicki E., Kumor M.K., Lechowicz Z., Wydawnictwa Uczelniane UTP, Bydgoszcz 2009, pp. 35-42.
• [4] Fedczuk P.: Przyrostowe równanie konstytutywne dla sprężysto-plastycznego modelu gruntu nienawodnionego. XIV Krajowa Konferencja Mechaniki Gruntów i Inżynierii Geotechnicznej, Białystok-Augustów 21-23.6.2006 r., Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej, Z. 28, T. 2, Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok 2006, pp. 83-92.
• [5] Fredlund D. G., Rahardjo H.: Soil Mechanics for Unsaturated Soils. John Wiley & Sons, 1993.
• [6] Nayak G.C., Zienkiewicz O.C.: Elasto-plastic Stress Analysis. A Generalized for Various Constitutive Relations Including Strain Softening. International Journal for Numerical Method in Engineering, Vol. 5, Issue 1, 1972, pp. 113-135.
• [7] Roscoe K.H., Burland J.B.: On the Generalized Stress-strain Behaviour of „Wet” Clay. In: Engineering Plasticity, Eds Heyman J., Leckie F.A., Cambridge University Press, 1968, pp. 535-609.
• [8] Sheng D., Fredlund D.G.: Elasto-plastic Modelling of Unsaturated Soils: an Overview. Proceedings of 12th International Conference of IACMAG, 1-6.10.2008, Goa, India, pp. 2084-2105.
• [9] Sheng D., Sloan S.W., Gens A., Smith D.W.: Finite Element Formulation and Algorithms for Unsaturated Soils. Part I: Theory. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 27, 2003, pp. 745-765.
• [10] Sołowski W.T., Gallipoli D.: A Stress-strain Integration Algorithm for Unsaturated Soil Elastoplasticity with Automatic Error Control. Proceedings of 6th European Conference on Numerical Methods in Geotechnical Engineering, Graz, Austria, 6-8 September 2006, Taylor and Francis, pp. 113-119.
• [11] Uchaipichat A.: A Hydro-mechanical Model for Unsaturated Soils. World Academy of Science, Engineering and Technology, Vol. 68, 2010, pp. 202-206.
• [12] Wheeler S.J., Sivakumar V.: An Elasto-plastic Critical State Framework for Unsaturated Soil. Geotechnique, Vol. 45, No. 1, 1995, pp. 35-53.