Deformation of granular materials due to rotation of principal axes

Abstract

The behaviour of granular materials when subjected to rotation of their principal axes of stress or strain is not fully understood. In the late 1980s a new apparatus was developed to allow general plane strain conditions to be applied to an analogue soil (Schneebeli cylinders). This paper presents a short description of this apparatus and its capabilities. Experimental results from different types of cyclic tests involving the continuous rotation of principal axes are given, mainly in terms of volume change and the co-axiality of stress and strain increment tensors. The results show that cyclic rotation induces a general tendency to compaction, and that the principal axes of stress and strain increment are not coincident as it is generally assumed in isotropic elastoplastic modelling. Le comportement des matériaux granulaires soumis à une rotation des axes principaux de contrainte ou de dèformation ňest pas parfaitement compris. Vers la fin des années 1980, un nouvel appareil a éwé mis au point pour appliquer les conditions générales de contrainte plane ˇ un sol analogique ('rouleaux de Schneebeli'). Cet article présente une brève description de cet appareil et de ses capacités. Les résultats expérimentaux concernant divers types `essais cycliques avec rotation continuelle des axes principaux sont present6s surtout en termes de changement de volume et de coaxialité des tenseurs ďincréments de contrainte et de d6formation. Les résultats montrent que la rotation cyclique provoque une tendance générale ď la compaction et que les axes principaux ďincré ments de contrainte et de dèformation ne sont pas coincidents, contrairement ˇ ce qui est généralement admis pour les modéles élastoplastiques isotropes.