Single-parameter models for progressive weakening of soils by cyclic loading

Abstract

One of the basic problems which arises in an evaluation of the stability of gravity structure foundations under severe storms is the modelling of soil behaviour under random cyclic loading. Phenomena such as progressive weakening, cumulative generation of pore-pressures and permanent strains, and ultimate liquefaction, have to be described in terms of the complete cyclic loading history. Many different procedures have been proposed, most of which can be interpreted as models with one single memory parameter. In this Paper the underlying assumptions are made explicit, and a general single-parameter theory is formulated, and applied to compare and catalogue existing models. The interrelation of stress- and strain-controlled tests is discussed, and some new methods for obtaining or testing empirical models are indicated. Special attention is paid to the question of consistency of the model as regards linear superposition and re-ordering of blocks of cycles. Un des problèmes fondamentaux qui se présente, par une évaluation de stabilité des fondations de structures de gravité soumises aux orages forts, est celui du modelage de comportement des sols sous charge cyclique au hazard. Les phénomènes tels que la manque de consistance progressive, génération cumulative de pressions interstitielles, déformations permanentes et liquéfaction à limite, doivent être décrits dans la conjoncture de l'histoire de charge cyclique globale. Plusieurs processus différents ont été suggérés dont la plupart peuvent se traduire comme des modèles de paramètre mono-mémoire. Cette étude explique les sous-suppositions, et une théorie générale sur le mono-paramètre est formulée et appliquée pour faire la comparaison et pour cataloguer les modèles existants. On a examiné en plus la relation entre les essais de contrainte et deformation, et l'on a indiqué plusieurs nouveaux moyens pour obtenir ou essayer les modèles empiriques. On a longuement étudié la question de la consistance du modèle vis-à-vis la superposition linéaire et la restructuration des groupes de cycles.