Preliminary study of failure anisotropy characterization of varved clay

Abstract

W pracy zaprezentowano wyniki wstępnych badań anizotropii wytrzymałości gruntu z mikrostrukturą warstwową. Badania przeprowadzono na próbkach iłu warwowego występującego w okolicach Bełchatowa. Dla gruntu wykonano oznaczenie podstawowych właściwości fizycznych oraz wskaźników klasyfikacyjnych tj. składu granulometrycznego, wilgotności naturalnej, gęstości właściwej, gęstości objętościowej, granic Atterberga, wskaźnika plastyczności oraz wskaźnika konsystencji. Następnie przeprowadzono badania jednoosiowego ściskania oraz w trójosiowym stanie naprężeń dla szeregu różnych orientacji uwarstwienia gruntu. Wyniki doświadczeń przedstawiono w postaci zależności: kąt uwarstwienia mikrostruktury i odpowiadająca temu nośność graniczna. Stworzono w ten sposób charakterystyki wytrzymałości w odniesieniu do orientacji mikrostruktury dla różnych wartości ciśnień okólnych wywieranych na próbkę tj. 0 kPa, 50 kPa, 200 kPa. Ze względu na kierunkową orientację mikrostruktury iłów warwowych badania wytrzymałościowe przeprowadzono ze szczególnym uwzględnieniem identyfikacji mechanizmów niszczących. W pracy zamieszczono zdjęcia prezentujące te mechanizmy dla wybranych kątów uwarstwienia. Otrzymane wyniki jednoznacznie wskazują na silną zależność pomiędzy orientacją mikrostruktury a jej wytrzymałością.

The paper presents the results of preliminary laboratory investigations of the failure characteristics of structured soil. A particular type of microstructure has been investigated, i.e. vertically laminated clayed soil called varved clay. The examinations have been made on soil deposited near the city of Bełchatów. The physical and mechanical properties of the soil have been estimated as: soil texture, moisture content, particle density, bulk density, Atterberg limits, plasticity and consistency index. Next the unconfined compression as well as triaxial test with different confining pressures have been conducted for several different orientation of microstructure. Anisotropy characteristics have been specified for the different values of bedding planes orientation and the different values of confining pressure, namely: 0 kPa, 50 kPa, 200 kPa. The laboratory examinations were carried out with special attention to failure mechanism identification. For the selected values of the bedding plane orientation photos of the failure mechanism have been presented in the paper. The results of the examinations clearly show a high dependence between layer orientation and the strength of the soil.