Effective Stress Change and Post-Earthquake Settlement Properties of Granular Materials Subjected to Multi-Directional Cyclic Simple Shear

A model for multi-directional cyclic shear-induced pore water pressure and settlement on clays

“…5, the difference of U dyn /r 0 v0 between multi-directional and uni-directional cyclic shears can be observed and therefore the effect of cyclic shear direction on the pore water pressure accumulation is confirmed for a wide range of shear strain amplitude and Atterberg's limits of clay. This behavior is different from those of saturated sands, in which the effect of cyclic shear direction on the reduction of effective stress becomes negligible when c C 0.3% (Matsuda et al 2011(Matsuda et al , 2012. Therefore, since the cyclic stiffness and resistance of soil deposits are significantly affected by the pore water pressure accumulation and also relationships between the pore water pressure and the cyclic degradation of cohesive soil have been confirmed Vucetic 1992, 1995), the higher pore water pressure accumulation suggests the significant disturbance and degradation of clays when subjected to the multi-directional cyclic shear.…”

“…1 that the soil layer is subjected to the multi-directional cyclic shear strain during earthquakes. For saturated sands, the problems regarding the cyclic shear-induced pore water pressure and settlement, and the effect of cyclic shear direction on their dynamic properties have been extensively studied by a number of researches (Pyke et al 1975;Ishihara and Yamazaki 1980;Tokimatsu and Yoshimi 1982;Ishihara and Yoshimine 1992;Talaganov 1996;Matsuda et al 2004Matsuda et al , 2011 and taken into account for a long time (Japan Road Association 2002). When comparing the earthquake resistance of saturated clay with sand, soft cohesive soils are believed to be relatively stable because no liquefaction takes place even under strong motion by earthquakes (Hyodo et al 1994(Hyodo et al , 1999Yasuhara et al 1992Yasuhara et al , 2001) and consequently, studies on the earthquake-induced pore water pressure and post-earthquake settlement of clay and sand are in different situations (Matasovic and Vucetic 1992;Yildirim and Ersan 2007), due to which the influence of the cyclic shear direction on the dynamic properties of clays has just been firstly mentioned by DeGroot et al (1996) and observed for Kaolinite clay by Matsuda et al (2013a, b).…”

Test Granular Materials Failure Using Bi-Directional Simple Shear Apparatus: A Review

“…Matsuda et al [36,54,55] used a bi-directional simple shear apparatus to investigate the effective stress change and post-earthquake settlement subjected to multidirectional simple shear loadings. Cylindrical samples were tested, with a D/H of 3.75.…”

Study on Excess Pore Water Pressure Changes of Saturated Soft Clay Subjected to Undrained Uni-Directional and Multi-Directional Cyclic Simple Shears

“…Bằng thiết bị thí nghiệm cắt trượt đơn giản chu kỳ theo sơ đồ điều khiển ứng suất (stress-controlled), Yasuhara và Andersen [13], Yildirim và Ersan [14] đã nghiên cứu đặc tính cố kết của đất sét cố kết bình thường trong điều kiện tác dụng liên tục của tải trọng chu kỳ không thoát nước xen kẽ với thời gian thoát nước. Đồng thời, các tác giả cũng đã đề xuất phương pháp dự báo sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng trong quá trình cắt trượt và tính toán độ lún trong giai đoạn tái nén ép [9,11,13]. Ngoài ra, nền đất dưới móng công trình xây dựng ngoài khơi vùng Bắc cực chịu điều kiện tải trọng rất phức tạp, trong đó ngoài ứng suất cắt trượt hướng tâm do tải trọng công trình, phần tử đất dưới móng công trình còn chịu các lực cắt rất lớn theo phương ngang do tải trọng và sự dịch chuyển của băng.…”

“…Tuy nhiên, ảnh hưởng của phương cắt trượt trong tải trọng động chu kỳ đa phương lên tính chất động học của đất dính (đất loại sét) vẫn chưa được nghiên cứu và hiểu biết đầy đủ, mặc dù ảnh hưởng này đối với đất cát đã được khẳng định và nghiên cứu trong nhiều công trình, cũng như áp dụng vào tính toán thiết kế từ lâu. Ngoài ra, Matsuda và cộng sự gần đây đã nghiên cứu quan hệ giữa độ lún sau cắt trượt với hệ số suy giảm ứng suất hữu hiệu trong đất cát và đề xuất phương pháp tính toán sự thay đổi ứng suất hữu hiệu trong đất cát dưới tác dụng của tải trọng động chu kỳ đơn phương và đa phương thông qua sử dụng các thông số đường biến dạng [9].…”