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The “equivalent” anisotropic properties of layered rock and soil masses
Summary The “Equivalent” Anisotropic Properties of Layered Pock and Soil Masses The cross-anisotropic elastic material “equivalent” to stratified rock or soil is examined, assuming the individual strata to be isotropic. It is shown that there are restrictions on the ranges of permissible variation of some of the five characteristic constants compared with those of a general cross-anisotropic material. Consideration is given to the special cases in which (a) the Poisson's ratios are equal in all layers, (b) all layers are incompressible, and (c) the shear moduli are equal in all layers. Charts are presented that allow rapid assessment of the properties of the “equivalent” medium for a range of two-material systems, thus facilitating the application of the elastic solutions for homogeneous, cross-anisotropic bodies to layered media.
Résumé Les propriétés anisotropes “équivalentes” des massifs stratifiés de roches ou de sols On examine le matériau élastique à anisotropie transversale “équivalent” à une roche ou à un sol stratifié, en supposant que chaque strate individuelle est isotrope. Il est montré qu'il existe des restrictions du domaine des variations admissibles de certaines des cinq constantes caractéristiques élastiques du matériau à anisotropie transversale le plus général. On examine plus particulièrement les cas suivants: a) Les coefficients de Poisson sont égaux dans toutes les couches, b) toutes les couches sont incompressibles et c) les modules de cisaillement sont égaux dans toutes les couches. Des abaques permettent une évaluation rapide des propriétés du milieu “équivalent” d'un grand nombre de systèmes à deux couches, facilitant ainsi l'utilisation des solutions élastiques des corps à anisotropie transversale aux milieux stratifiés.
Zusammenfassung Die „äquivalenten“ anisotropen Eigenschaften von geschichtetem Fels und Boden Untersucht wird ein orthotropes, elastisches Material, das zu geschichtetem Fels und Boden äquivalent ist, wobei angenommen wird, daß die einzelnen Lagen isotrop sind. Es wird gezeigt, daß im Vergleich zum „allgemeinen“ orthotropen Material die zulässigen Veränderungen von einigen der fünf charakteristischen Konstanten mehr beschränkt sind. Im besonderen sind Fälle untersucht, in denen a) die Poissonzahlen in allen Schichten gleich sind, b) alle Schichten inkompressibel sind und c) die Schubmoduli in allen Schichten gleich sind. Mittels der vorgelegten Tabellen ist eine rasche Einschätzung der Eigenschaften eines äquivalenten Materials für eine Reihe zweischichtiger Systeme möglich, wodurch der Anwendungsbereich der elastischen Lösungen von homogenen, orthotropen Körpern für geschichtete Medien erleichtert werden kann.
The “equivalent” anisotropic properties of layered rock and soil masses
Summary The “Equivalent” Anisotropic Properties of Layered Pock and Soil Masses The cross-anisotropic elastic material “equivalent” to stratified rock or soil is examined, assuming the individual strata to be isotropic. It is shown that there are restrictions on the ranges of permissible variation of some of the five characteristic constants compared with those of a general cross-anisotropic material. Consideration is given to the special cases in which (a) the Poisson's ratios are equal in all layers, (b) all layers are incompressible, and (c) the shear moduli are equal in all layers. Charts are presented that allow rapid assessment of the properties of the “equivalent” medium for a range of two-material systems, thus facilitating the application of the elastic solutions for homogeneous, cross-anisotropic bodies to layered media.
Résumé Les propriétés anisotropes “équivalentes” des massifs stratifiés de roches ou de sols On examine le matériau élastique à anisotropie transversale “équivalent” à une roche ou à un sol stratifié, en supposant que chaque strate individuelle est isotrope. Il est montré qu'il existe des restrictions du domaine des variations admissibles de certaines des cinq constantes caractéristiques élastiques du matériau à anisotropie transversale le plus général. On examine plus particulièrement les cas suivants: a) Les coefficients de Poisson sont égaux dans toutes les couches, b) toutes les couches sont incompressibles et c) les modules de cisaillement sont égaux dans toutes les couches. Des abaques permettent une évaluation rapide des propriétés du milieu “équivalent” d'un grand nombre de systèmes à deux couches, facilitant ainsi l'utilisation des solutions élastiques des corps à anisotropie transversale aux milieux stratifiés.
Zusammenfassung Die „äquivalenten“ anisotropen Eigenschaften von geschichtetem Fels und Boden Untersucht wird ein orthotropes, elastisches Material, das zu geschichtetem Fels und Boden äquivalent ist, wobei angenommen wird, daß die einzelnen Lagen isotrop sind. Es wird gezeigt, daß im Vergleich zum „allgemeinen“ orthotropen Material die zulässigen Veränderungen von einigen der fünf charakteristischen Konstanten mehr beschränkt sind. Im besonderen sind Fälle untersucht, in denen a) die Poissonzahlen in allen Schichten gleich sind, b) alle Schichten inkompressibel sind und c) die Schubmoduli in allen Schichten gleich sind. Mittels der vorgelegten Tabellen ist eine rasche Einschätzung der Eigenschaften eines äquivalenten Materials für eine Reihe zweischichtiger Systeme möglich, wodurch der Anwendungsbereich der elastischen Lösungen von homogenen, orthotropen Körpern für geschichtete Medien erleichtert werden kann.
The “equivalent” anisotropic properties of layered rock and soil masses
Wardle, L. J. (author) / Gerrard, C. M. (author)
Rock mechanics ; 4 ; 155-175
1972-11-01
21 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
English
Anisotropie , Elastizitätstheorie , Elastizitätsmodul , Isotropie , Poissonszahl , Felsmechanik , Erdbaumechanik , Schichtung Anisotropy , Elastic Theory , Elasticity Modulus , Isotropy , Poisson's Ratio , Rock Mechanics , Soil Mechanics , Stratification anisotropie , théorie élastique , module d'élasticité , isotropie , coefficient de Poisson , mécanique des roches , mécanique des sols , stratification , Earth Sciences , Geophysics/Geodesy , Civil Engineering
The “equivalent” anisotropic properties of layered rock and soil masses
| Springer Verlag | 1972
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