Effect of sample torsional stiffness on resonant column test results

摘要

A number of resonant column tests were conducted in torsion on aluminium cylindrical bars. By changing the length to diameter ratio of these specimens, the resonant frequency was varied between 52 and 332 Hz. The values of the shear wave velocity (V_S) and damping ratio (D) determined from these tests were found to remain acceptable up to a resonant frequency of about 175 Hz. Thereafter, with an increase in the torsional stiffness of the specimen, there was a significant decrease in V_S of up to 32.2%, corresponding to a resonant frequency of 332 Hz, and a considerable increase in the damping was noticed. An apparent increase in the mass polar moment of inertia of the driving mechanism was also observed at a greater resonant frequency. The study reveals that, even for a stiff specimen, it is possible using the resonant column tests to accurately determine the dynamic properties of the specimen, provided that the length to diameter ratio of the specimen is increased so that the resonant frequency remains smaller than 175 Hz.Key words: damping, dynamic testing, resonant column test, resonant frequency, shear modulus.Un certain nombre d'essais à la colonne de résonnance ont été réalisés en torsion sur des barres cylindriques en aluminium. En changeant le rapport longueur sur le diamètre de ces spécimens, la fréquence de résonnance a varié entre 52 et 332 Hz. On a trouvé que les valeurs de la vitesse d'onde de cisaillement (V_S) et le rapport d'amortissement (D) déterminés à partir de ces essais demeurent acceptables jusqu'à une fréquence de résonnance d'environ 175 Hz. Par la suite, avec l'accroissement de la rigidité en torsion du spécimen, (i) la vitesse de l'onde de cisaillement décroît appréciablement jusqu'à 32,2 %, ce qui correspond à la fréquence de résonnance de 332 Hz, et (ii) on a noté une croissance considérable de l'amortissement. Un accroissement apparent du moment d'inertie polaire de la masse du mécanisme d'entraînement a aussi été observé à de plus grandes fréquences de résonnance. L'étude révèle que même pour un spécimen plus rigide, en utilisant les essais de colonnes de résonnance, il est possible de déterminer avec précision ses propriétés dynamiques à la condition que le rapport de la longueur sur le diamètre du spécimen soit accru de telle sorte que la fréquence de résonnance demeure plus petite que 175 Hz.Mots-clés : amortissement, essais dynamiques, essai de colonne de résonnance, fréquence de résonnance, module de cisaillement.[Traduit par la Rédaction]