Abstract The subject of the paper comprises a cohesive soil response to a cyclic loading applied in the range of small strains ($ 10^{-5} $ ÷ $ 10^{-3} $). To this end tests of undrained cyclic shear in a triaxial compression apparatus were carried out on homogeneous material - kaoline from Tułowice. The tests were carried out on a modernised test bed, enabling full saturation of samples using the back pressure method, as well as a precise, intra-chamber measurement of small strains. Maintaining a constant deviatoric stress amplitude for NC and OC soils, the effect of its size (A = 0.75 Δq or A = 0.375 Δq) as well as the influence of strain rate on material characteristics “deviatoric stress (excess pore water pressure) - axial strain” and effective stress paths were tested. While analysing the results obtained, a phenomenon of closing and stabilising initially open and moving loops were found, in contrast to proposal by Jardine [8]. The observed increments in the axial strain during cyclic loading operation, at the same levels of lateral effective stress, were greater for normally consolidated than for overconsolidated soils. At the same time, at each next cycle, these increments were smaller and smaller, assuming even the value equal to zero for the tenth cycle. Similar relationships occurred during the increase in the pore water pressure during the cyclic load action. For the set number of cycles n = 10 they were that small - max. 46% (and decreasing with each consecutive cycle) that they did not result in weakening of the material. Taking the trend of decreasing Δu increments into account it was possible to accept that the conclusion considered was right irrespective of the cycles’ number.

Streszczenie Przedmiotem dociekan i badan przedstawionych w artykule jest odpowiedz gruntu spoistego w strefie małych odkształcen ($ 10^{-5} $ ÷ $ 10^{-3} $) na zadawane obciazenia cykliczne. Postawione zadanie łaczy problemy reakcji gruntów spoistych na obciazenia powtarzalne i ich zachowania w zakresie małych odkształcen. Kazdy z osobna jest przedmiotem wielu dociekan w ostatnich dekadach, jednakze niewiele z prac wychodziło poza jeden cykl. W zwiazku z tym na potrzeby pracy wykonano badania cyklicznego scinania bez odpływu wody w aparacie trójosiowego sciskania na jednorodnym materiale - kaolinie z Tułowic, obejmujace wieksza liczbe powtórzen. Badania prowadzone były na zmodernizowanym stanowisku badawczym, umozliwiajacym pełne nasycenie próbek metoda „back pressure” oraz precyzyjny, wewnatrzkomorowy pomiar małych odkształcen za pomoca bezkontaktowych czujników mikroprzemieszczen. Przy zachowaniu stałej amplitudy dewiatora naprezenia, dla gruntów NC i OC, badano wpływ predkosci odkształcenia na charakterystyki materiałowe „dewiator naprezenia (zmiana cisnienia wody w porach) - odkształcenie osiowe” i sciezki naprezenia efektywnego. Analizujac otrzymane wyniki stwierdza sie inne w stosunku do Jardine’a [7, 8] zjawisko zamykania sie i stabilizacji otwartych poczatkowo i przemieszczajacych sie petli. Obserwowane przyrosty odkształcenia osiowego w trakcie działania obciazenia cyklicznego, przy tych samych poziomach bocznego naprezenia efektywnego sa wieksze dla gruntów normalnie skonsolidowanych niz prekonsolidowanych. Jednoczesnie z kazdym kolejnym cyklem przyrosty te sa coraz mniejsze, przyjmujac nawet wartosc równa zero dla cyklu dziesiatego. Podobne relacje zachodza podczas przyrostu cisnienia wody w porach w trakcie działania obciazenia cyklicznego. Dla zadanej liczby cykli n=10 sa one na tyle niewielkie - max. 46% (i malejace z kazdym kolejnym cyklem), ze nie prowadza do osłabienia materiału. Uwzgledniajac trend malejacych przyrostów Δu mozna uznac słusznosc przedmiotowego