Anisotropy of soil shear strength parameters caused by the principal stress rotation

The paper presents the phenomenon of principal stress rotation in cohesive subsoil resulting from its loading or unloading and the impact of this phenomenon on the values of soil shear strength parameters: undrained shear strength τfu, effective cohesion c’, effective angle of internal friction φ’. For this purpose, tests in a triaxial apparatus and torsional shear hollow cylinder apparatus on selected undisturbed cohesive soils: sasiCl, saclSi, clSi, Cl, characterized by different index properties were carried out. Soil shear strength parameters were determined at angle of principal stress rotation α equal to 0° and 90° in tests in triaxial apparatus and α equal to 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90° in tests in torsional shear hollow cylinder apparatus. The results of laboratory tests allow to assess the influence of the principal stress rotation on the shear strength parameters that should be used to determine the bearing capacity of the subsoil.

W artykule przedstawiono wpływ obrotu kierunków naprężeń głównych na wartości parametrów wytrzymałościowych gruntów spoistych: wytrzymałość na ścinanie bez odpływu τfu, efektywną spójność c', efektywny kąt tarcia wewnętrznego φ’. W tym celu przeprowadzono badania w aparacie trójosiowym i w cylindrycznym aparacie skrętnym na wybranych gruntach spoistych o nienaruszonej strukturze: sasiCl, saclSi, clSi, Cl o różnych wartościach parametrów fizycznych. Badano grunty o współczynniku prekonsolidacji OCR w zakresie od 1.1 do 5.7, wskaźniku plastyczności Ip w zakresie od 10.0% do 83.8% oraz wskaźniku konsystencji Ic w zakresie od 0.14 do 1.16. Parametry wytrzymałościowe gruntów określono przy kątach obrotu kierunków naprężeń głównych α równych 0° i 90° w badaniach w aparacie trójosiowym i kątach α równych 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90° w badaniach w cylindrycznym aparacie skrętnym. Wyniki badań laboratoryjnych pozwoliły ocenić wpływ obrotu kierunków naprężeń głównych na parametry wytrzymałościowe gruntów spoistych niezbędnych przy wyznaczaniu nośności podłoża.