Specific length and some constitutive models

This paper proposes that, for axial deformation processes such as those that occur in isotropic and one-dimensional consolidation and in triaxial and true triaxial devices, the familiar isotropic measure of specific volume can be further developed into three new descriptions of state, here called 'specific lengths'. A potential procedure for the measurement of the specific lengths of artificial and field soils is described. It is shown that the concept of specific lengths as descriptions of state, not strains, is consistent with data in the literature, although further experiments would be needed to achieve clearer confirmation. It is shown that specific lengths do not necessarily conflict with the concept of a relation between critical state strength and specific volume. A method of constructing constitutive models using specific lengths is described. Three simple models are presented. These demonstrate that specific lengths do not conflict with, and may help in developing understanding of, behaviours including yield loci at low stress ratio, failure loci at high stress ratio, sub-yield plasticity including hysteresis, plasticity in unloading as well as loading, induced anisotropy, and hardening. Dans les processus de déformation axiale tels qu'ils se produisent dans la consolidation isotrope et unidimensionnelle, ainsi que dans les appareils triaxiaux et les appareils triaxiaux vrais, I'auteur avance qu'il est possible de perfectionner la mesure isotrope traditionnelle du volume spécifique en utilisant trois nouvelles descriptions d'état, appelées ici Iongueurs spé cifiques». L'exposé décrit un moyen possible de mesurer les longueurs spécifiques de sols artificiels et naturels. L'auteur montre que I'emploi des longueurs spécifiques pour décrire des états et non des contraintes est compatible avec les données fournies dans la documentation, bien qu'une confirmation plus nette exige des essais plus poussés. Il montre également que les longueurs spécifiques n'entrent pas nécessairement en confiit avec le concept des rapports entre la résistance et le volume spécifique de I'état critique. L'exposé décrit comment construire des modéles constitutifs avec des longueurs spécifiques. Trois modéles simples sont présentés. Ils démontrent que les longueurs spécifiques, loin d'entrer en confiit avec notre compréhension des comportements, peuvent nous alder à comprendre ces derniers, y compris les points de rupture à faible rapport de tension, les points de rupture à rapport de tension élev´, la plasticité infraélastique, y compris I'hystérésis, la plasticité au déchargement ainsi qu'au chargement, I'anisotropie induite et le durcissement.