Shear modulus and damping of soft Bangkok clays

摘要

The shear modulus and damping ratio of undisturbed Bangkok clay samples were measured using a cyclic triaxial apparatus. Although abundant literature on this topic exists, selection of the most suitable empirical correlation for a seismic analysis cannot be done unless site specific data are obtained. The apparatus used in this research can measure the stress–strain relationships from strain levels of about 0.01%. The equivalent shear modulus measured at these strains was about 80% of the value obtained from the shear wave velocity measurements. The degradation curves of the equivalent shear modulus fell into the ranges reported in the literature, for clay having similar plasticity. The damping ratios varied from about 4–5% at small strains (0.01%) to about 25–30% at large strains (10%). The effects of load frequency and cyclic stress history on the shear modulus and damping ratio were also investigated. An increase in load frequency from 0.1 to 1.0 Hz had no influence on the shear modulus characteristic, but it did result in a slight decrease in the damping ratio. The effects of the small amplitude cyclic stress history on the subsequently measured shear modulus and damping ratio were almost negligible when the changes in void ratio were taken into account.Key words: soft clay, shear modulus, damping ratio, cyclic triaxial test, cyclic stress history.Le module de cisaillement et le rapport d'amortissement des échantillons d'argile intacte de Bangkok ont été mesurés au moyen d'un appareil triaxial cyclique. Quoiqu'une abondante littérature existe sur ce sujet, la sélection de la corrélation empirique la plus adéquate pour une analyse séismique ne peut pas être choisie à moins d'obtenir des données spécifiques au site. L'appareil utilisé peut mesurer les relations contrainte-déformation à partir de niveaux de déformation d'environ 0,01 %. Le module de cisaillement équivalent mesuré à ces déformations était d'environ 80 % de la valeur obtenue à partir des mesures de la vélocité de l'onde de cisaillement. Les courbes de dégradation du module de cisaillement équivalent se situait à l'intérieur des plages rapportées dans la littérature pour une argile ayant une plasticité similaire. Les rapports d'amortissement varient d'environ 4–5 % aux faibles déformations (0,01 %) à environ 25–30 % aux grandes déformations (10 %). Les effets de la fréquence du chargement et l'histoire des contraintes cycliques sur le module de cisaillement et le rapport d'amortissement ont aussi été étudiés. L'accroissement de la fréquence de chargement de 0,1 à 1,0 Hz n'a pas d'influence sur les caractéristiques du module de cisaillement, mais résulte en une légère diminution du rapport d'amortissement. Les effets de l'histoire des contraintes cycliques à faible amplitude sur le module de cisaillement et le rapport d'amortissement mesurés subséquemment étaient presque négligeables lorsque les changements dans l'indice de vide étaient pris en compte.Mots clés : argile molle, module de cisaillement, rapport d'amortissement, essai triaxial cyclique, histoire des contraintes cycliques.[Traduit par la Rédaction]