Geometric softening in triaxial tests on granular material

Abstract

The Paper presents a study of the influence of the deformation mechanism on the softening characteristics of triaxial tests on granular material. The material is treated locally as rigid-plastic with a linear Mohr-Coulomb yield condition. The solutions for the mobilized apparent angle of internal friction are obtained by the approximate method of slices and are expressed in terms of collocational coefficients, defined for an appropriate choice of collocational points of the slices. The determination of the collocational coefficients from the underlying flow rules and mechanism of deformation is presented. The solutions are used for the analysis of experimental records by Deman (1975). The main conclusions are that softening in the triaxial test is due mainly to geometric effects and that moderately slender specimens with non-lubricated end platens yield unsafe values of the friction angle and give an erroneous indication of the extent of material softening. Dans cet article est étudiée l'influence des mécanismes de déformation sur le caractère radoucissant des tests triaxiaux conduits avec des matériaux pulvérulents. On admet que, localement, le matériau est rigide plastique avec une enveloppe de rupture de Mohr-Coulomb. Les solutions pour l'angle apparent de friction interne sont obtenues par la méthode approximative de l'équilibre par tranches planes. Elles sont exprimées en fonction de certains coefficients de collocation, determinés par un choix approprié des points de collocation le long des tranches. On traite en détail de la détermination des coefficients de collocation à partir de la loi d'écoulement et du mécanisme de déformation. Les solutions sont comparées aux données expérimentales précises de Deman (1975). Les conclusions principales de cette analyse sont les suivantes: le radoucissement observé lors de tests triaxiaux est dû principalement à des effets géométriques; et l'utilisation d'échantillons d'élancement modéré, de pair avec des disques de contact non lubrifiés conduit à une surévaluation de l'angle apparent de friction et à une conception erronée du radoucissment.