Cross-anisotropic Soil Research Articles

Variational Estimation of The Settlement of A Circular Raft On Anisotropic Soil

A variational method is developed to analytically study the interaction between a circular raft of finite flexibility and a cross-anisotropic elastic soil deposit of infinite extent. The raft rests smoothly on the soil surface and undergoes flexural deformations under the action of uniformly or parabolically distributed axisymmetric external loads and the ensuing soil reactions. Soil anisotropy is treated rigorously and particular emphasis is accorded to the sensitivity of total and differential undrained raft settlements on assumed realistic values of the anisotropic soil parameters. (Author/TRRL)

Strip foundations on a cross-anisotropic soil layer subjected to dynamic loading : Gazetas, G Geotechnique, V31, N2, June 1981, P161–179

Strip foundations on a cross-anisotropic soil layer subjected to dynamic loading : Gazetas, G Geotechnique, V31, N2, June 1981, P161–179

Strip foundations on a cross-anisotropic soil layer subjected to dynamic loading

A rigorous semi-analytical formulation is presented to study the static and dynamic response of rigid strip footings supported on the surface of a horizontally layered soil deposit. Each layer is modelled as a homo- geneous cross-anisotropic medium with a vertical axis of material symmetry while the loading consists of har- monically time-varying horizontal or vertical forces and moments. The solution, based on an experimentally verified relationship among the anisotropic soil para- meters that uncouples the wave equations in closed- form, is exact in that it properly accounts for the true boundary conditions at the layer interfaces and the surface. Comprehensive parametric studies are presented in the form of normalized displacement-load or rota- tion-moment ratios as functions of dimensionless geo- metric and material parameters. Simple and sufficiently accurate formulas ofdirect practical applicability are also given for static displacements and resonant frequency factors. The results clearly demonstrate the significance of soil anisotropy in determining undrained static and dynamic response of foundations; soils with a large ratio of horizontal to vertical Young’s moduli experience smaller static displacements and quite different dynamic response characteristics from equivalent isotropic soil deposits. L'article présente une formulation semi-analytique rigoureuse pourétudier la réponse dynamique et statique de semelles Mantes rigide reposant à la surface de sédiments de sob a couches horizontales. Chaque couche est modélisée sous la forme d'un milieu homogéne de section anisotrope ayant un axe vertical de symétrie matérielle, tandis que la charge est constituée de forces et moments verticauxou horizontaux à variation harmonique dans le temps. La solution, basée sur une relation vérifiée expérmentalement entre les paramétres de sots anisotropes qui découple les équations d'onde de forme fermée, est exacte en ce qu'elle tient bien compte des conditions de hmite vraie aux interfaces des couches et à la surface. L'article presente des études paramétriques complétes sous la forme de rapports rotation-moment ou déplacement-charge normalisés en tant que fonctions de paramétres matériels et géomitriques adimensionnels. L'article prtsente également des formules simples et suffisamment precises ayant une application pratique directe pour des facteurs de fréquence de résonance et des déplacements statiques. Les résultats montrent bien I'importance que représente l'anisotropie des sols pour la détermination de la reponse dynamique et statique non drainée de fondations; dans le cas de sob dont le rapport desmodules d'élasticite de Young horizontal/vertical est important, les déplacements statiques sont moindres et les caractéristiques de résponse dynamique sont totalement differents de celles de sédiments de sols isotropiques équivalents.

Discussion: Stresses and displacements in a cross-anisotropic soil

Discussion: Stresses and displacements in a cross-anisotropic soil

Discussion: Stresses and Displacements in a Cross-Anisotropic Soil

Discussion: Stresses and Displacements in a Cross-Anisotropic Soil

Stresses and Displacements in a Cross-Anisotropic Soil

Synopsis The cross-anisotropic elastic half-space, with isotropy as a special case, is suggested as an improved mathematical model of natural soil deposits. A solution by Michell is modified to produce the important stresses and displacements in terms of the five elastic constants required to define cross-anisotropy. Where the exact expression for stress is strongly dependent on the values of Poisson's ratios, and hence of doubtful practical value in soil mechanics, an approximate expression is suggested. It is shown that expressions for surface settlement can be easily modified to include anisotropy. Consideration of the type of anisotropy existing various undisturbed soils indicates that anisotropy contributes to the over-estimation of settlements overconsolidated clays, and is partly responsible for the observed stress distribution in sand. Le semi espace élastique anisotropique simultané, en traitant l'isotropie comme un cas spécial, est proposé comme modèle mathématique amélioré des dépots de sol naturel. Une solution par Michell est modifiée pour exprimer les tensions et déplacements importants selon les cinq constantes élastiques nécessaires pour déterminer l'anisotropie simultanée. Lorsque l'expression exacte sur la tension dépend largement des valeurs des coefficients de Poisson, et par conséquent d'une valeur pratique douteuse en mécanique des sols, on propose de l'exprimer d'une manière approximative. On montre que pour exprimer les tassements de surface on peut facilement faire les modifications afin de comprendre l'anisotropie. L'étude du type d'anisotropie existant dans divers sols non remaniés indique que l'anisotropie contribue à la survaluation des tassements dans les argiles surconsolidés, et qu'elle est partiellement responsable de la distribution de tension observée dans le sable.