О применимости концепции критической пористости при оценке динамической устойчивости песков

Abstract

Некоторые авторы используют концепцию критической пористости песков для описания их поведения при динамическом воздействии. В статье описывается новая методика экспериментального определения критической пористости песков в условиях трехосного консолидированно-недренированного сжатия. В настоящее время технически невозможно прямое определение пористости песков непосредственно в зонах сдвига. Механизм динамического воздействия таков, что изменение порового давления и эффективных напряжений (косвенные показатели изменения пористости песков в недренированных условиях) происходит несколько раз даже за один цикл. Установлено, что в результате динамического нагружения водонасыщенные пески любой плотности стремятся к состоянию нулевой динамической дилатансии, в котором в песках формируются зоны сдвига постоянной толщины, в пределах которых и локализуется дальнейшее накопление деформаций. Исследование состояния нулевой динамической дилатансии имеет фундаментальное значение для оценки динамической устойчивости песков.Several authors have introduced to apply critical void ratio concept to the problem of dynamic stability in sands. The paper describes new experimental technique for estimation of critical void ratio of sands in triaxial consolidated-undrained tests. At present there is a major technical problem in direct determination of critical void ratio in dynamic loading mode and especially within the shearing zones. It is demonstrated that the very notion of critical void ratio is not applicable under dynamic loads since pore pressure and effective stresses alter several times a cycle. However, cyclic mobility under dynamic loading of saturated sands with any relative density finally results in zero dynamic dilatancy state, which is related to the development of shear zones with constant width where subsequent stain accumulation is localized. Development of zero dynamic dilatancy in sands appears to be a general and fundamental pattern of their dynamic behavior.