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Sture, Stein; Alqasabi, A.; Ayari, M.L.

doi:10.1023/a:1018637309530

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“…There has been, in the recent past, a large amount of published research related to size effect of brittle or quasibrittle solids (Bažant 1984;Bažant et al , 1994Mazars and Bažant 1989;Sulem and Vardoulakis 1989;Kazemi 1990a, 1990b;Mazars et al 1991;Tang et al 1992;Bažant and Jirásek 1993;Bryars et al 1994;Bažant and Planas 1998). However, research on this topic related to soils or other similar geologic media has been scarce (Finno 1989;Sture et al 1999;Bažant et al 2003;Ávila 2004;Prat et al 2006).…”

Section: Fracture Mechanics and Size Effectmentioning

confidence: 99%

Experimental evidence of size effect in soil cracking

2012

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Results of an experimental study on the formation of crack patterns during drying of a soil paste are presented. The objective is to ascertain whether fracture mechanics plays a significant role in explaining the process of formation and propagation of cracks during drying of soils due to changes in environmental conditions such as temperature and humidity. The experiments consist of five geometrically similar rectangular specimens in two series of different thicknesses, subjected to drying conditions in an environment-controlled laboratory. Cracking initiates shortly before the soil reaches a near-solid quasi-brittle consistency. Although crack initiation can be explained by classical soil mechanics effective stress theory, crack development and propagation appear to be energy-driven. The results prove that cracking stress does depend on the size of the specimen and suggest that fracture mechanics might be applicable to soil cracking, at least in the context of the present research. Fracture toughness of the soil used was determined using compact tension tests at different water contents. Its tensile strength was also determined by a direct method for two natural specific weights (bulk density) and two dry specific weights with different water contents.Résumé : Cet article présente les résultats d'une étude expérimentale sur la formation de fissures durant l'assèchement d'une pâte de sol. L'objectif est de vérifier si la mécanique des fractures joue un rôle significatif dans l'explication des processus de formation et de propagation de fissures lorsqu'un sol sèche en raison de changements dans les conditions environnementales, comme la température et l'humidité. L'expérimentation consistait à soumettre cinq échantillons de géométrie similaire et ayant deux séries d'épaisseurs différentes à des conditions d'assèchement dans un environnement contrôlé de laboratoire. Les fissures sont initiées tout juste avant que le sol atteigne une consistance presque solide et quasi-fragile. Cependant, même si l'initiation des fissures peut être expliquée par la théorie des contraintes effectives classiques de la mécanique des sols, le développement et la propagation des fissures semblent être contrôlés par l'énergie. Les résultats prouvent que la contrainte de fissure dépend de la taille de l'échantillon, et suggèrent que la mécanique des fractures peut être applicable aux fissures dans les sols, du moins dans le contexte de cette étude. La résistance aux fractures du sol utilisé a été déterminée à l'aide d'essais en tension compacts à différentes teneurs en eau. Sa résistance en tension a aussi été déter-minée par une méthode directe pour deux poids spécifiques naturels (densité globale) ainsi que pour deux poids spécifiques secs à différentes teneurs en eau.Mots-clés : fissure dans le sol, dessiccation, effet de taille, résistance en tension, résistance aux fractures, mécanique des fractures.[Traduit par la Rédaction]

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Section: Fracture Mechanics and Size Effectmentioning

confidence: 99%

Experimental evidence of size effect in soil cracking

2012

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Fracture Toughness and Tensile Strength of Core Soil

Wang

2014

Hydraulic Fracturing in Earth‐Rock Fill DAMS

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DEM analysis of the crack propagation in brittle clays under uniaxial compression tests

Vesga

Vallejo

Lobo-Guerrero

2007

Num Anal Meth Geomechanics

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SUMMARYThe discrete element method (DEM) has been used to study how cracks propagate in a continuum material (clay) subjected to a uniaxial compressive stress. The DEM results were compared with those obtained in laboratory samples. The laboratory tests used stiff clay samples with one crack inclined at varying angles with respect to the compressive stress. The DEM and the laboratory results compared very well. Also, the DEM proved to be a very successful approach for the visualization of secondary crack formations and its propagation in the simulated samples.

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Experimental evidence of size effect in soil cracking

Experimental evidence of size effect in soil cracking

Fracture Toughness and Tensile Strength of Core Soil

DEM analysis of the crack propagation in brittle clays under uniaxial compression tests

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