Determination of geotechnical characteristics of soil is either to use the field samples to measure the characteristics of soil through laboratory test or measuring the characteristics directly in the field. Field test can be derived similar value by considering characteristics of site and laboratory test can be confirmed the characteristic of soil by testing with field samples. This article describes relative density as the measure of compaction for cohesionless soils and presents several simple and mathematical relationships to help engineers estimate needed parameters for relative density calculations. The main purpose of this research is to investigate possible correlations between coefficient of uniformity, coefficient of curvature, maximum and minimum void ratio, mean grain size. Results show a linear relationship between the minimum and maximum void ratios and a power function relationship between coefficient of uniformity and the limiting void ratios. Void ratio range, which is the difference between the maximum and minimum void ratios, appeared to be log normally distributed but showed no simple mathematical fit to the data. these results were shown to help engineers estimate needed parameters for relative density calculations.
Liquefaction may be caused by sudden decrease in the soil strength under undrained conditions. This loss of soil strength is related to the development of excess pore pressures. During this study, fines content affects the maximum and minimum void ratios are investigated. The results of static and cyclic triaxial test on silty saturated sands are presented. These tests are performed to evaluate liquefaction strength and static and cyclic behavior characteristics. The samples are obtained from Saemangeum and drying on air. The main results are summarized as follows : 1) The maximum and minimum void ratio lines follow similar trends. 2) Maximum and minimum void ratios are established at 20~30% fines content. 3) As confining pressures and overconsolidation ratio are increased, the resistance to liquefaction are increased. 4) Instability friction angles are increased with increasing initial relative density. 5) The resistance to liquefaction are decreased with increasing effective stress ratio.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2008.10a
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pp.1290-1295
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2008
The relative density of soil indicate loose and dense state of sand. Because sand is low compressibility, initial relative density of sand is important effect factor of compression and shear behavior. To measure exactly relative density, the exactly maximum and minimum void ratio was determinated by laboratory tests. Generally, vibrating table method is adapted for minimum void ratio(KS F 2345). However KS F 2345 is not consider the particle break during the vibrating table test. In this study, The minimum void ratio is compared with a method of Pluviation and Vibrating table test results using the K-7(crushed sand). It is concluded that the K-7 sand particles were crushed during the vibrating table test and vibrating table test is not a suitable test for a crushed sand $e_{min}$.
Lade, Poul V.;Yamamuro, Jerry A.;Liggio, Carl D. Jr.
Geomechanics and Engineering
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v.1
no.1
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pp.1-15
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2009
Many aspects of the behavior of sands are affected by the content of non-plastic fine particles and these various aspects should be included in a constitutive model for the soil behavior. The fines content affects maximum and minimum void ratios, compressibility, shear strength, and static liquefaction under undrained conditions. Twenty-eight undrained triaxial compression tests were performed on mixtures of sand and fine particles with fines contents of 0, 10, 20, 30, 50, 75, and 100% to study the effects of fines on void ratio, compressibility, and the occurrence of static liquefaction. The experiments were performed at low consolidation pressures at which liquefaction may occur in near-surface, natural deposits. The presence of fines creates a particle structure in the soil that is highly compressible, enhancing the potential for liquefaction, and the fines also alter the basic stress-strain and volume change behavior, which should be modeled to predict the occurrence of static liquefaction in the field. The void ratio at which liquefaction occurs for each sand/fines mixture was determined, and the variation of compressibility with void ratio was determined for each mixture. This allowed a relation to be determined between fines content, void ratio, compressibility, and the occurrence of static liquefaction. Such relations may vary from sand to sand, but the present results are believed to indicate the trend in such relations.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2005.05b
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pp.73-76
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2005
This study aims to suggest a simple and convenient design for a mix proportion method for high performance concrete by determining the optimum fine aggregate ratio and minimum binder content based on the maximum density theory. The mix design method introduced in this study adopted the optimum fine aggregate ratio with a minimum void and binder content higher than the minimum binder content level. The research results reveal that the method helps to reduce trial and error in the mixing process and is a convenient way of producing high performance concrete with self filler ability. In an experiment based on the mix proportion method, when aggregate with the fine aggregation ratio of 41$\%$ was used, the minimum binder content of high performance concrete was 470kg/$m^{3}$ and maximum aggregate capacity was $0.657m^{3}/m^{3}$. In addition, in mixing high performance concrete, the optimal slump flow to meet filler ability was 65$\pm$5cm, V load flow speed ranged from 0.5 to 1.5.
Laboratory determination of strength and deformation behavior of clean sands and gravels has always been challenging due to the difficulty in obtaining their undisturbed samples. An alternative solution to this problem is to develop correlations between mechanical properties of cohesionless soils and their gradation characteristics. This study presents database of 3 natural sands with 11 varying particle size gradation curves to allow investigating relationships between mean particle size, maximum and minimum void ratio, relative density and shear strength of the test soils. Direct shear tests were performed at relative densities of 50, 75 and 95% to explore the effects of gradation and density on the angle of internal friction of the modeled sand samples. It is found that the mean grain size D50 bears good correlations with void ratio range (emax - emin) and peak angle of internal friction 𝜙'peak. The generated regression models are in good agreement with published literature and can be considered as reliable for natural sands in Pakistan. These empirical correlations can save considerable time and efforts involved in laboratory and field testing.
This research has been conducted to suggest an estimation equation of compression index to be practically applied to the southeastern areas by finding out physical and mechanical characteristics of 229 points on the southeastern coast areas (Busan area: 78 points, Gimhae area: 103 points, Geoje area: 18 points, Changwon area: 30 points) through indoor tests and analyzing its relation to the compression index. From the results, we could not only find out correlation between natural water content, liquid limit and initial void ratio versus compression index for soft ground on each of the southeastern coast areas, but also an integrated correlation equation of the southeastern coast areas. In addition, we have performed a comparative analysis of the existing estimated equation of compression index and that found in this paper. As a result, the existing estimated equation suggested by foreign researchers has shown considerable error to be applied to the soft ground on the southeastern coast areas in Korea. The estimated equation of compression index with the water content out of the existing estimated equations has shown minimum 10.8% to maximum 48.1% of error rate, minimum 13.4% to maximum 288.5% of error rate with liquid limit or minimum 9.4% to maximum 211.4% of error rate with initial void ratio. On the other hand, error rates calculated with the estimated equations of compression index from this research have shown minimum 10.5% to maximum 13.4% with water content, minimum 11.6% to maximum 21.3 with liquid limit or minimum 7.1% to maximum 11.7% with initial void ratio, for better results than those with existing estimated equations. In addition, relation between compression index and expansion index has shown Cs = (1/5 ~ 1/12)Cc similar to the existing relation of Cs = (1/5 ~ 1/10)Cc.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.29
no.6C
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pp.277-285
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2009
A series of undrained cyclic triaxial tests were carried out to investigate the cyclic shear stress strength characteristics of sands with respect to the silt content. Silty sand was collected around the basin of Nak-Dong River and remolded in laboratory with the range of silt content 0~50% in sand located. As results, with the change of silt content cyclic shear stress ratio (CSR) at N=10 showed the maximum value at 5% and the minimum at 20% in all relative density. The development tendency of the pore water pressure analyzed by the relationship cyclic ratio and pore water pressure ratio is unrelated the change of CSR varying silt content. Comparing the results of the void ratio and skeleton void ratio after consolidation, CSR varying silt content was much affected by skeleton void ratio which is known to affect shear behavior of silty sand.
Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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v.5
no.2
s.17
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pp.57-63
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2005
In case of general structures, it has been known that the strain amplitude band experienced by the base in a state of service load is less than 1% and most of the base show low, strain amplitude behavior less than 0.01%. In this study examining the influence affected to dynamic behavior in a condition of the low strain amplitude of unsaturated decomposed granite soils, the resonant column test, using some samples in Su-won area, has been performed for each degree of saturation resulted from different void ratios and confined stress. It is found out that the minimum value of the damping ratio occurred in roughly $17{\sim}18%$ according to void ratios regardless of confined pressure in the same manner with the case of the maximum shear elastic modulus; and it is estimated that for the influence of surface tension in the optimum degree of saturation, the damping ratio appears to be least.
This study aims at evaluating the engineering properties of very poor graded fine sands deposited on the sea. Using materials sampled at SAEMANKEUM area, a series of rowe cell consolidation tests and triaxial compression tests are conducted in order to evaluate the characteristics of deformation and shear strength by the relative density. Prior to those tests, a maximum and a minimum relative densities are obtained. As a result, it appears that the minimum void ratio is 0.88, and the maximum compactible relative density is about 71%. In addition, internal frictional angle appears to increase linearly with an increase of the relative density which is similar to that of the port KUNJANG.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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