Modeling rate effects in undrained loading of sands


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Abstract

The present technical note extends the previous work by the authors concerned with formulation of a constitutive model of elastoplastic response of sands (Superior sand model) and its application to the analyses of static liquefaction and instability states in triaxial compression and extension occurring in the undrained deformation of saturated granular materials. To account for time-dependent behavior and strain rate effects, an elastic, viscoplastic extension of the model to triaxial compression is proposed. The constitutive equations derived are used to predict the model response in different loading histories. In particular, strain rate and stress rate effects and undrained creep deformation for specified stress components are discussed in detail. Comparison of model predictions with available experimental data also is provided.RésuméLa présente note technique est une prolongation du travail antérieur de l'auteurs qui concerne la formulation d'un modele constitutif de la réponse élasto-plastique des sables (modèle Superior sand), et son application aux analyses de la liquéfaction statique et des états d'instabilité se produisant durant la déformation non drainée des matériaux granulaires saturés, en condition de compression ou d'extension triaxiale. Afin de prendre en compte la dépendence du comportement en fonction du temps et les effets de vitesse de déformation, une extension élastique, visco-plastique du modèle en compression triaxiale est proposée. Les équations constitutives développées sont utilisées pour prédire la réponse du modèle dans différents chemins de chargement. En particulier, les effets du taux de déformation et du taux de contrainte, ainsi que la déformation de fluage non drainée pour un état de contrainte donné sont discutés en détail. On présente une comparaison des prédictions du modèle avec des résultats expérimentaux.

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