Effects of soil plasticity on cyclic shear stress ratio

Abstract

The aim of this study is to investigate the effect of soil plasticity on cyclic shear stress ratio. Different cyclic axial stress levels were applied to undisturbed clay samples in a cyclic triaxial test system. The samples were obtained from Dinar town where a M=5.9 magnitude earthquake occurred in 1995. The plasticity and consistency indices of the normal consolidated clays were $I_p=25-40% and $I_c=0.62-1,04, respectively. Saturated samples were consolidated under isotropie stress conditions to the overburden pressure and were loaded with a cyclic frequency of 0.5 Hz.. The behaviour of axial strain and pore pressure ratio have been studied and the relationship between cyclic shear stress ratio and number of cycles has been obtained. The results indicate that induced pore pressure developed and axial strain were limited in high plasticity clays compared to low plasticity clays under same stress conditions. It was observed that the cyclic shear stress ratio ($sigma_d/2sigma_c$) increased with plasticity for $varepsilon_da=%5 and decreased with the increase of number of cycles (N). Another factor investigated was consistency index. A decrease in consistency causes a decrease in cyclic shear stress ratio at a given number of cycles for clays having the same index properties and under same stress conditions.

Özet

Bu çalışmada killi zeminlerin plastisitesinin dinamik mukavemet üzerinde etkisinin gösterilmesi amacı ile araziden piston numune alıcılarla örselenmeden alınmış numuneler üzerinde dinamik üç eksenli basınç deney aletinde deneyler yapılmıştır. Dinamik deneyler farklı genliklerde gerilme kontrollü olarak 0.50 Hz. frekansında yapılmıştır. Düşey birim boy değişimi genliği $varepsilon_da$=%5 değeri için dinamik kayma gerilmesi oranı (DKGO=$sigma_d/2sigma_c$), çevrim sayısı, N değişimleri oluşturulmuştur. Deney sonuçlarına göre aynı kıvamda olan ve aynı basınçta konsolide edilen killerin plastisitesi yüksek olanlarının dinamik kayma gerilmesi oranlarının daha yüksek olduğu görülmüştür. N=20 çevrime karşılık gelen dinamik kayma gerilmesi oranı yüksek plastisiteli killerde daha yüksek iken düşük plastisiteli killerde daha az olarak bulunmuştur.