Simple Methodology to Obtain Critical State Parameters of Remolded Clays Under Normally Consolidated Conditions Using the Fall-Cone Test

Abstract

The falling cone is widely used as a laboratory test to determine the liquid limit for the characterization of clay soils. However, remolded undrained shear strength and deformability and strength parameters of critical state models can also be estimated. The objective of this paper is to show a simple methodology to determine these important parameters for engineering simulations. Controlled laboratory tests were carried out on kaolin clay samples using a cone with 30 of tip angle and 30 g of mass. Mini-vane tests were also performed to determine the remolded undrained shear strength of the samples.The experimental results were used to calibrate the Hansbo cone factor, K, from which it is possible to relate the undrained shear strength and the cone penetration for different water contents. The study shows that a calibrated cone and the proposed methodology may be

Determination of Strength and Deformation Parameters of Remolded Clays by Falling Cone and Veyn Tests

“…Eşitlik (1)'de; S u drenajsız kayma mukavemeti (kN/m 2 ), K Hansbo koni faktörü, Q koninin ağırlığı (gr), h koni batma miktarıdır (mm). Farklı araştırmacılar tarafından farklı özelliklere sahip konilerle yapılan çalışmalarda likit limitteki drenajsız kayma mukavemeti (S uL ) için elde edilen değerler Tablo 1'de belirtilmiştir [1,5,6,7,8]. Düşen koninin çalışma mekanizması ve düşen koniden S uL değerinin elde edilmesi ile ilgili başka çalışmalar da mevcuttur [9,10,11,12,13,14,15,16].…”

“…Zemin mekaniği kapsamında, kritik durum çizgisinin denklemi (4) eşitliği ile ifade edilmektedir [19]. Eşitlik ( 14)'te b=λ eşitliğini elde etmek için yapılan açıklamalar [1] ile [2] tarafından ifade edilen çalışmalarla "a" parametresi hariç aynıdır. -Bu çalışma kapsamında kullanılacak zemin örneklerinin likit ve plastik limit değerleri, dane çapı dağılımı ve özgül ağırlık değerleri belirlenmiştir.…”

“…İskandinav ülkelerinde yoğrulmuş killi zeminlerin likit limit ( L ) değerlerinin belirlenmesi için geliştirilen düşen koni aleti, günümüzde birçok ülke tarafından standartları oluşturularak zeminlerin kıvam özellikleri, yoğrulmuş zeminlerin likit limitteki drenajsız kayma mukavemeti (S uL ) ve kritik durum parametrelerini (M, λ) belirlemek için kullanılmaktadır [1]. Bu çalışmada düşen koni ve veyn deney aletleri kullanılarak likit limit ( L ) ve plastik limit (w p ), normal konsolidasyon çizgisi eğimi (λ), drenajsız kayma mukavemeti (S u ), efektif içsel sürtünme açısı ve kritik durum çizgisi eğimi (M)'nin daha kısa sürede belirlenebilmesi için veyn ve düşen koni deney aletleri kullanılarak iki seri deneysel çalışma yapılmıştır.…”

“…Şekil 2'de, α katsayısı gerilme koşullarına bağlı olarak S u ve q arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Tüm gerilme koşulları dikkate alındığında göçme anında elde edilecek q değeri (10) eşitliğinde verilmiştir[1]. x , σ y , σ z = x, y ve z normal gerilmelerini ifade ederken; τ xy , τ yz , τ xz ise x, y ve z kayma gerilmelerini göstermektedir.…”

Use of fall cones to determine Atterberg limits: a review

“…These Atterberg limits have been used for numerous purposes, including the estimation of shear strength, deformation and critical-state soil mechanics parameter values (e.g. Skempton, 1944Skempton, , 1954Skempton, , 1957Karlsson & Viberg, 1967;Stroud, 1974;Wroth, 1979;Carrier & Beckman, 1984;Larsson et al, 1987;Nakase et al, 1988;Wood, 1990;Tripathy & Mishra, 2011;Sørensen & Okkels, 2013;Farias & Llano-Serna, 2016). The liquidity index (I L ) parameter is used in codified design approaches for deep foundations in Russia (see Vardanega et al, 2012;Vardanega & Haigh, 2014a;Kolodiy et al, 2015) and in geomorphological research to characterise soils at a more regional level (e.g.…”