Deformation localization in cavity inflation experiments on dry sand

Abstract

A series of tests is reported in which the cavity of a thick-walled hollow cylindrical sand specimen was inflated under volume-controlled plane strain conditions. Visual observations, radiographs and imprints of the cavity shape revealed the development of localized and diffuse deformation modes in the specimen. The localized deformation mode manifests itself as a curvilinear shear band whose occurrence is preceded by a surface rumpling diffuse mode. The loss of homogeneous axisym-metric deformation is associated with global softening of the curve of differential cavity pressure against cavity volume change. The shape of the shear band has been compared with various theoretical predictions as well as with biaxial compression test results. L'article décrit une série d'essais dans lesquels la cavité d'un échantillon creux cylindrique de sable à paroi épaisse a été gonflée en déformation plane à volume contrôlé. Le développement de modes de déformation localisée et diffuse a été révélé par des observations visuelles, des radiographies et des empreintes de la forme de la cavité. Le mode de déformation localisée se manifeste comme une bande de cisaillement curviligne dont la présence est précédée d'un mode de froissement diffus de la surface. La perte de déformation axisymmétrique homogène est associée avec le global de la curbe de la pression différentielle de la cavité en fonction de la variation de volume. La forme de la bande de cisaillement a été comparée avec de différentes prédictions théoriques aussi bien qu'avec les résultats de l'essai de compression biaxiale.