Re-examination of one-point methods of liquid limit determination

This Paper deals with the analysis of liquid limit of soils, an inferential parameter of universal acceptance. It has been undertaken primarily to re-examine one-point methods of determination of liquid limit water contents. It has been shown by basic characteristics of soils and associated physico-chemical factors that critical shear strengths at liquid limit water contents arise out of force field equilibrium and are independent of soil type. This leads to the formation of a scientific base for liquid limit determination by one-point methods, which hitherto was formulated purely on statistical analysis of data. Available methods (Norman, 1959; Karlsson, 1961; Clayton & Jukes, 1978) of one-point liquid limit determination have been critically re-examined. A simple one-point cone penetrometer method of computing liquid limit has been suggested and compared with other methods. Experimental data of Sherwood & Ryley (1970) have been employed for comparison of different cone penetration methods. Results indicate that, apart from mere statistical considerations, one-point methods have a strong scientific base on the uniqueness of modified flow line irrespective of soil type. Normalized flow line is obtained by normalization of water contents by liquid limit values thereby nullifying the effects of surface areas and associated physico-chemical factors that are otherwise reflected in different responses at macrolevel.Cet article traite de l'analyse de la limite de liquidité des sols, paramètre déductif universellement accepté. Cette analyse a été entreprise en premier lieu pour ré-examiner les méthodes à un point destinées à la détermination de la teneur en eau à la limite de liquidité. Il a été démontré par les caractéristiques fondamentales de sols et par des facteurs physico-chimiques associés que les résistances critiques à la rupture au cisaillement pour des teneurs en eau à la limite de liquidité résultent de l'équilibre des champs de forces et sont indépendantes du type de sol concerné. On peut donc constituer une base scientifique pour la détermination de la limite de liquidité par des méthodes à un point lesquelles, jusqu'alors, n'avaient été formulées que sur la base d'une analyse statistique des données. Les méthodes dont on dispose (Norman, 1959; Karlsson, 1961; Clayton & Jukes, 1978) pour la détermination de la limite de liquidité à un point font l'objet d'un ré-examen critique. Une simple méthode d'analyse à un point à l'aide d'un pénétromètre à cône pour le calcul de la limite de liquidité a été suggérée et comparée à d'autres méthodes. Les données expérimentales de Sherwood & Ryley (1970) ont été utilisées en vue de comparer différentes méthodes de pénétration par cône. En plus de considérations d'ordre purement statistque, les résultats montrent que les méthodes de détermination à un point constituent une base scientifique solide en raison du caractère unique de la ligne de courant modifiée, quel que soit le type de sol La ligne de courant normalisée est obtenue par la normalisation de la teneur en eau en faisant appel à des valeurs de limite de liquidité pour, de cette manière, annuler les effets des surfaces et des facteurs physico-chimiques associés qui sans cela se manifesteraient dans les différentes réponses au niveau macro.

Influence of strain softening on the fracture of plain concrete beams

Fracture behaviour of notched and un-notched plain concrete slender beams subjected to three-point or four-point bending is analyzed through a one-dimensional model, also called Softening Beam Model. Fundamental equations of equilibrium are used to develop the model. The influence of structural size in altering the fracture mode from brittle fracture to plastic collapse is explained through the stress distribution across the uncracked ligament obtained by varying the strain softening modulus. It is found that at the onset of fracture instability, stress at the crack tip is equal to zero. The maximum load and fracture load are found to be different and a unique value for the fracture load is obtained. It is shown that the length of the fracture process zone depends on the value of the strain softening modulus. Theoretical limits for fracture process zone length are also calculated. Several nonlinear fracture parameters, such as, crack tip opening displacement, crack mouth opening displacement and fracture energy are computed for a wide variety of beam specimens reported in the literature and are found to compare very well with experimental and theoretical results. It is demonstrated that by following a simple procedure, both pre-peak and post-peak portions of load versus crack mouth opening displacement curve can be obtained quite accurately. Further, a simple procedure to calculate the maximum load is also developed. The predicted values of maximum load are found to agree well with the experimental values. The Softening Beam Model (SBM), proposed in this investigation is very simple and is based on rational considerations. It can completely describe the fracture process from the beginning of formation of the fracture process zone till the onset of fracture instability.A l'aide d'un modèle unidimensionnel dit ldquoSoftening Beam Modelrdquo (SBM), on analyse le comportement à rupture de poutres élancées pleines entaillées ou non, soumises en flexion en trois ou quatre points. Des équations fondamentales d'équilibre sont utilisées pour développer le modèle. On explique l'influence de la taille du composant sur l'altération du mode de rupture en rupture fragile et en effondrement plastique par la distribution par la distribution des contraintes sur le ligament non fissuré lorsque varie le module d'adoucissement. On trouve que la contrainte à l'extrémité de la fissure est nulle est nulle au début de l'instabilité de la rupture. La charge maximum et la charge à la rupture sont trouvées différentes, et on obtient une valeur unique de la charge à la rupture. On montre que la longueur de la zone concernée par le processus de rupture d'pend de la valeur du module d'adoucissement. On calcule également les limites théoriques de longueur de cette zone. Divers paramètres de rupture non linéaire sont calculés pour une large gamme d'éprouvettes en poutres reprises dans la littérature; on trouve qu'il existe une bonne concordance avec les résultats expérimentaux et théoriques. On démontre qu'en suivant une procédure simple on peut obtenir avec une bonne précision la courbe reliant les portions avant et après le pic de sollicitation en fonction du COD de la fissure. En outre, on développe une procédure simple pour calculer la charge maximum. Les valeurs prédites sont en bon accord avec les valeurs expérimentales. Le modèle SBM proposé est très simple et est basé sur des considérations rationnelles. Il est susceptible de décrire complètement le processus de rupture depuis le début de la formation de la zone intéressée jusqu'à l'amorçage de la rupture instable.

Gibbs energy formation of lead titanate

The Gibbs energy of formation of titania-saturated lead titanate has been determined by e.m.f. measurements on the solid state cell;Pt,Ir,Pb + Pb1−xTiO3−x + TiO2(rutile)/CaO-ZrO2/Ni + NiO,Pt in the temperature range 1075–1350 K. The results obtained are significantly different from those reported in the literature based upon vapour pressure measurements, employing Knudsen effusion and transportation techniques, and assuming that the vapor phase consisted entirely of monomeric PbO molecules. A reanalysis of the data obtained in the earlier vapor pressure studies using mass spectrometric measurements on polymeric PbO species in the gas phase, gives Gibbs energies of formation of lead titanate which are in better agreement with those obtained in this study. Earlier electrochemical measurements by Mehrotra et al. and more recent electrochemical measurements by Schmahl et al. both employing CaO-ZrO2 solid electrolytes are in good agreement with the present study. The electro-chemical measurements by Schmahl et al. using PbF 2 solid electrolyte give a slightly more positive Gibbs energy of formation. There was no evidence supporting the formation of compounds other than Pb1−xTiO3−x from yellow PbO and rutile form of TiO2 in the temperature range covered in this study.Résumé L'enthalpie libre de formation du titanate de plomb saturé en oxyde de titane a été déterminée par des mesures de FEM de la pile: Pt,Ir,Pb + Pb1−xTiO3−x + TiO2(rutile)/CaO-ZrO2/Ni + NiO,Pt dans le domaine de températures 1075–1350 K. Les résultats obtenus, different appréciablement de ceux publiés, déterminés par mesures de tensions de vapeur (techniques de transport et d'effusion de Knudsen) en supposant que la phase gazeuse etait uniquement constituée de molécules monomériques de PbO. Une réanalyse des résultats de la littérature, à partir de mesures par spectrométrie de masse sur les polymères de PbO gazeux, donne des enthalpies libres de formation du titanate de plomb se rapprochant de celles obtenues dans cette étude. Les mesures de Mehrotra et al. et plus récemment de Schmahl et al. utilisant toutes deux l'électrolyte CaO-ZrO2 concordent bien avec celles de la présente étude. Les mesures de Schmahl et al., à l'aide de l' électrolyte solide PbF2, donnent une enthalpie de formation légèrement plus positive. Pour la gammede températures étudiée, rien ne permet de supposer que des composés autres que Pb1−x TiO3−x puissent se former à partir du PbO Gaune) et du rutile (TiO2).

Physical chemistry of mixed conducting zirconia ceramics

Suivant la pression partielle d'oxygène, la zircone peut être conducteur ionique ou électronique. Mise au point de méthodes de mesures de f.é.m. permettant de s'affranchir des sources d'erreur introduites par ces propriétés.