bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Undrained response of loosely compacted sands during monotonic and cyclic compression tests
Authors: Konrad J. M.
Published: October 2009

Undrained monotonie compression tests were conducted on loose sand samples subjected to an initial isotropic stress state, and undrained cyclic compression tests with no shear stress reversal were performed on loose sand samples subjected to initial anisotropic stress, in order to establish the stress conditions needed for triggering contractive flow deformation and the corresponding steady-state characteristics. It was shown that the peak strength envelope was also the triggering strength envelope, which appears to be unique for samples prepared by the moist tamping method and independent of stress path. It was established that the failure envelope for a given sand is unique but that the steady-state strength was not unique and was dependent on void ratio and stress conditions at the onset of flow failure. The use of normalized stress space is very helpful in the analysis of undrained monotonie and cyclic compression tests and permits ready prediction of strain-softening and strain-hardening behaviour. An analysis of data on various sands has shown that the stress conditions at the time of triggering contractive flow deformation and those at steady state can be related to the slope of the steady-state lines.

Deux types d'essais ont été realises sur des échantillons de sable meuble. Dans le premier type d'essais, l'échantillon est soumis à un état initial de contrainte isotrope suivi d'une compression monotone non-drainée. Le second type d'essais se décompose, quant à lui, en un état initial de contrainte anisotrope suivi de cycles de compression non-drainées. Ces essais ont permis d'étudier les conditions de contrainte nécessaires au déclenchement d'une déformation plastique de contraction ainsi que les caractéristiques de l'état permanent associé. Il apparaît que l'envelope des contraintes ultimes est également celle des contraintes de déclenchement. Elle semble être unique, pour des échantillons prépares à l'aide de la méthode des tassements humides, et indépendante du chemin des contraintes. Il a été établi que si l'enveloppe de rupture est unique pour un sable donné, la résistance à l'état permanent ne l'est pas et dépend de l'indice des vides et des conditions de contraintes existant au début de la rupture plastique. L'utilisation d'un espace des contraintes normalisé est tres utile pour l'analyse des essais non drainés de compressions cycliques ou monotones et permet de prédire simplement les ramollissements ou durcissements de déformation. Une analyse des données obtenues sur différents sables montre que les conditions de contrainte an début de la déformation plastique de contraction, ainsi que celles de l'état permanent, peuvent être corrélées avec la pente des droites de l'état permanent.
Analytical interpretation of dilatometer penetration through saturated cohesive soils
Authors: Finno R. J.
Published: October 2009

A three-dimensional numerical solution to the problem of penetration of a flat plate dilatometer through saturated cohesive soil is presented. Axisymmetric stream functions are used with those corresponding to a uniform velocity field to approximate the geometry of the stream lines during penetration. After the source strengths have been determined, velocities and strains are computed. The computed strain fields are compared with those for axisymmetric and plane strain penetrations to show the need to use a three-dimensional analysis. Effective stresses are computed from the strains based on assumed constitutive response (in this case an anisotropic bounding surface model) and total stresses are computed based on equilibrium considerations. The method provides computed horizontal stress indices that compare favourably with field data. The effect of penetration on the horizontal stress index measured by the dilatometer is evaluated. This index is shown to be most sensitive to changes in over-consolidation ratio and at-rest earth pressure coefficient, which reflect the initial in situ stresses.

L'article présente une solution numérique tridimensionnelle au problème de pénétration d'un dilatomètre-plaque dans un sol cohérent saturé. Des fonctions de flux symétriques, associées à des fonctions décrivant un champ de vitesse uniforme, sont utilisées pour approcher la géométrie des lignes de courant durant la pénétration. Après résolution des résistances initiales, les vitesses et les déformations sont calculées. Les champs de déformation calculés sont comparés à ceux obtenus pour des pénétrations induisant des déformations planes asymétriques et démontrent la nécessité d'une analyse tridimensionnelle. Des contraintes effectives sont calculées à partir de déformations basées sur une réponse supposée constitutive (dans notre cas, un modèle anisotrope de surfaces frontières). Les contraintes totales sont calculées à partir d'hypothèses d'équilibre. La méthode permet de calculer des indices de contraintes horizontales tout à fait comparables aux données in-situ. L'influence de la pénétration sur l'indice des contraintes horizontales mesuré par dilatométrie est évaluée. Cet indice semble être très sensible aux variations du rapport de surconsolidation et du coefficient de poids des terres au repos qui traduisent les contraintes initiales in-situ.
Hydraulic fracturing of soil during laboratory experiments Part 1. Methods and observations
Authors: Murdoch L. C.
Published: October 2009

Hydraulic fracturing appears to have useful environmental and geotechnical applications, but the details of fracture morphology and propagation in soil are poorly known. To identify those details, more than 100 hydraulic fractures were created by dyed glycerine injected into rectangular blocks of silty clay confined within a triaxial loading cell. The traces of the fractures were observed directly through a transparent loading plate in the experimental apparatus, and the fracture surfaces were described after they had been exposed by the blocks being split open. Steps and ridges on fracture surfaces, and lobes near the leading edge of a fracture were ubiquitous in silty clay, as they are on the surfaces of hydraulic fractures in rock or other brittle materials. Details of the leading edge, however, depend on the water content of the soil, which is one difference between hydraulic fractures in soil and those in rock. Fluid injected to create a hydraulic fracture appears to penetrate to the leading edge of the fracture when the pressure of pore fluid is less than atmospheric while the sample is under load. At greater water contents when the pore pressure is positive, the injected fluid lags behind the leading edge. It is inferred that this phenomenon occurs because water infiltrates into the fracture tip and prevents penetration of the injected fluid.

La fracturation hydraulique semble avoir des applications utiles en environnement et en géotechnique. Les détails de la morphologie et de la propagation d'une fracture dans un sol sont cependant mal connus. Pour identifier ces détails, plus de 100 fractures hydrauliques ont été créées par injection de glycérine colorée dans des blocs rectangulaires d'argile silteuse confinés dans une cellule triaxiale. Les traces des fractures ont été observées directement à travers la plaque de chargement transparente de l'appareillage expérimental et les surfaces de fracturation ont été décrites après mise en évidence par ouverture des blocs. On observe, dans les argiles silteuses, l'omniprésence de marches d'escalier et d'arêtes sur les surfaces de fracture, et de lobes à proximité de l'arête directrice de la fracture, exactement comme sur les surfaces de fracturation hydraulique dans des roches et autres matériaux cassants. Les détails sur l'arête directrice dépendent cependant de la teneur en eau du sol, ce qui différencie la fracturation hydraulique d'un sol de celle d'une roche. Lorsque la pression interstitielle est inférieure à la pression atmosphérique, l'échantillon étant sous consolidé, le fluide injecté, créateur de la fracturation hydraulique, semble pénétrer jusqu'à l'arête directrice de la fracture. Pour une plus forte teneur en eau, lorsque la pression interstitielle est positive, le fluide injecté n'atteind pas l'arête directrice. On peut en déduire que ce phénomène est dû à une infiltration d'eau à l'extrémité de la fracture empêchant la pénétration du fluide d'injection.
The effects of pressuremeter geometry on the results of tests in clay
Authors: Houlsby G.T. , Carter J.P.
Published: October 2009

The effects of the geometry of a self-boring pressuremeter on the results that would be obtained from tests in clay have been studied by means of finite element analysis. This technique has enabled a parametric study to be carried out without the complicating factors of test variability that are inherent in field testing. The effects of length-diameter ratio L/D and depth of penetration-diameter ratio H/D have been examined. In the study of the effects of L/D on the apparent strength, this was found to depend also on 6/.v"; a chart of correction factors for strengths derived from the pressuremeter test is presented. The L/D ratio has a much smaller effect on the measurement of elastic properties. The depth of the pressuremeter below the ground surface in a homogeneous clay deposit was found to have little effect on the measurement of the elastic strength properties, even for very shallow tests.

L'influence de la géométrie d'un pressiométre autoforeur sur les résultats obtenus lors d'essais réalisés dans des argiles molles a été étudiée à l'aide d'une analyse par éléments finis. Cette méthode a permis de mettre en oeuvre une étude paramétrique sans prise en compte des facteurs compliqués de variabilité des essais, inhérents à tout essai de terrain. L'influence rapport longueur sur diamètre L/D et celle du rapport profondeur de pénétration sur diamètre H/D ont été étudiées. Lors de l'étude de l'influence de L/D sur la résistance apparente, il est apparu qu'elle dépend également de G/Su. Des facteurs de correction de la résistance, issus des essais pressiométriques, sont proposés. Le rapport L/D a une influence beaucoup plus réduite sur les mesures de propriétés élastiques. La profondeur d'enfoncement du pressiomètre sous la surface du sol, dans des dépôts argileux homogènes, semble n'avoir que très peu d'effet sur la mesure des propriétés élastiques et de résistance, même pour les essais très superficiels.
Seepage beneath water retaining structures founded on spatially random soil
Authors: Griffiths D. V. , Fenton Gordon A.
Published: October 2009

The effect of stochastic soil permeability on confined seepage beneath water retaining structures has been studied. Random field concepts for the generation of soil permeability properties with a fixed mean, standard deviation and spatial correlation structure have been combined with finite element methods to perform Monte Carlo simulations of the seepage problem. Analyses have been performed for a dam with two cut-off walls. The results of parametric studies to gauge the effect of the standard deviation and correlation structure of the permeability on the output statistics relating to seepage quantities, exit gradients and uplift pressures are presented. In all cases, comparison is made with results that would be achieved on a deterministic basis. Flow rates and other quantities are shown to be affected significantly by the standard deviation and the correlation structure of soil permeability.

L'article étudie l'influence de la perméabilité d'un sol stochastique sur l'infiltration confinée existant sous une structure de retenue d'eau. Des analyses aléatoires, permettant de générer les propriétés de perméabilité du sol pour une moyenne, un écart-type et un facteur de corrélation donnés, ont été combinées à des méthodes par éléments finis afin de réaliser des simulations de Monte-Carlo pour l'infiltration. Des analyses ont été réalisées pour un barrage comportant deux parois étanches. L'on présente les résultats de l'étude paramétrique réalisée afin de quantifier l'influence de l'écart-type et du facteur de corrélation de la perméabilité sur les statistiques relatives aux quantités infiltrées, au gradient de sortie et aux pressions ascendantes. Dans chacun des cas, des comparaisons ont été établies avec les résultats que l'on aurait obtenus à partir d'une base déterministe. Les débits et autres quantités semblent être significativement affectés par l'écart-type et le facteur de corrélation de la perméabilité du sol.
A method for the study of crack propagation in rock structures
Authors: Scavia C.
Published: October 2009

A method is presented for analysing the stability of rock structures based on the propagation of geological discontinuities. Discontinuities are modelled as flat cracks and their propagation is analysed using fracture mechanics methods. As rock structures are brittle, these phenomena can be studied using linear elastic fracture mechanics (LEFM). Problems in the application of LEFM methods are analysed, with regard to the states of compressive stress present in rock. A numerical procedure is described which simulates the propagation of natural discontinuities in rock; the crack propagation trajectories determined from this analysis are compared with experimental results obtained on mortar specimens. The applicability of the method to the study of rock mass stability is shown with reference to the behaviour of rock slopes.

L'article présente une méthode permettant d'analyser la stabilité de structures rocheuses. Cette méthode est fondéve sur Pétude de la propagation de discontinuités géologiques. Ces discontinuitésont modévlisées par des fissures planes dont la propagation est analyséve à l'aide de méthodes de la mecanique des fractures. Comme Ion de l'étude du comportement fragile des structures rocheuses, ces phénoménes peuvent être étudiés à l'aide de mécanismes linéaires de fracturation élastique (LEFM). Différents problémes rencontrés lors de l'application des méthodes LEFM sont analyses, notamment en relation avec la contrainte de compression régnant dam la roche. Une procédure numérique permettant de simuler la propagation des discontinuités naturelles de la roche est ensuite décrit. Les trajectoires de propagation des fissures déterminées Iors de cette analyse sont comparées aux résultats expérimentaux obtenus sur des échantillons de mortier. L'applicabilité de cette méthode à l'étude de la stabilité des masses rocheuses est démontrée par des références au comportement des pentes rocheuses.
Yielding and critical state of a collapsible unsaturated silty soil
Authors: Maatouk A. , Leroueil S. , La Rochelle P.
Published: October 2009

Isotropic and anisotropic compression tests, and drained triaxial shear tests were performed on a collapsible unsaturated silty soil under various suctions. The results show that the concepts of yielding and critical state originally developed for saturated clays can be applied to this unsaturated material when the matrix suction is considered as an independent variable. Pre-yield and post-yield behaviour is clearly defined, the yield curve increases in size with suction, and the effect of suction on the critical state strength decreases with increasing net mean stress.

Des essais de compression isotrope et anisotrope et des essais triaxiaux de cisaillement drainé ont été réalisés, pour différentes valeurs de succion, sur des cols silteux non saturés effondrables. II apparaît que les concepts d'état limite et d'état critique, initialement développés pour les argiles saturées, sont applicables à ce type de matériau non saturé si la succion matricielle est considérée comme variable indépendante. Les comportements pré et post état limite apparaissent nettement, la courbe d'état limite s'accroît lorsque la succion augmente et l'influence de la succion sur la résistance à l'état critique diminue lorsque la contrainte moyenne augmente.
An approximate analysis of the three-dimensional effects of diaphragm wall installation
Authors: Ng C.W. , Lings M.L. , Simpson B. , Nash D.F.T.
Published: October 2009

The Paper investigates the three-dimensional effects of diaphragm wall installation in stiff clays by an approximate numerical analysis using two simplified plane section analyses. Horizontal displacements have been predicted using a horizontal plan analysis, incorporating bentonite and wet concrete stages. Average displacements from the first analysis have been fed into a second vertical section analysis as a boundary displacement, resulting in predicted average lateral stresses behind the wall. A diaphragm wall at Lion Yard, Cambridge, is used to illustrate this procedure. Stress changes are dominated by two distinct mechanisms: horizontal arching and downward load transfer. Horizontal arching results in stresses being redistributed laterally during the construction of successive wall panels, but does not result in significant overall stress reductions. In contrast, downward load transfer results in substantial stress reductions by shedding load downwards beneath the toe through the action of shear stresses in a vertical plane. Consequently, there is a substantial increase in lateral stress beneath the toe. Conclusions are drawn on the variables which affect displacements and average lateral stresses at the end of wall installation. Lateral stress distributions along a diaphragm wall at the end of installation will be non-uniform, and will vary with panel installation sequence.

L'article étudie, à l'aide d'une analyse numérique approchée fondée sur deux analyses simplifiées de section plane, les effets tridimensionnels de la mise en place d'une paroi moulée dans des argiles raides. Les déplacements horizontaux sont calculés partir d'une analyse plane horizontale, prenant en compte les étapes à bentonite et à béton humide. Les déplacements moyens issus de cette première analyse sont ensuite repris dans une seconde analyse en section verticale en tant que déplacements limites, et permettent de prédire les contraintes latérales moyennes en arrière de la paroi. La procédure est illustrée sur une paroi type à Lion Yard, Cambridge. Les variations de contrainte sont génétées principalement par deux mécanismes: le flambage horizontal et le transfert descendant des charges. Le flambage horizontal se traduit par une redistribution latérale des contraintes pendant la mise en place successive des panneaux, sans diminution significative des contraintes environnantes. Le transfert des charges entraine au contraire une réduction importante des contraintes par délestage de la charge, sous l'action de contraintes de cisaillement dans le plan vertical, en dessous du pied du mur. Il en résulte une augmentation importante des contraintes latérales au pied du mur. Des conclusions sont proposées quant aux variables affectant les déplacements et les contraintes latérales moyennes en fin de construction du mur. Les distributions de contrainte latérale le long du mur, en fin d'installation, ne sont pas uniformes et varient selon la séquence de mise en place des panneaux.
Depositional and post-depositional geochemistry, and its correlation with the geotechnical properties of marine clays in Ariake Bay, Japan
Authors: Ohtsubo M. , Egashira K. , Kashima K.
Published: October 2009

The mineralogy, geochemistry and geotechnical properties of clay samples in Ariake Bay, Japan are presented. The mineralogy and geochemistry are discussed in terms of depositional and post-depositional processes, and the correlations of the clay mineralogy and geochemistry with the geotechnical properties were examined by multiple regression analysis. The most predominant clay mineral in the deposits was found to be smectite. The vertical distribution of trace elements in the deposits was indicative of the periodical changes in the parent materials involved in the depositional processes. The chloride concentration in the pore water varied, according to a change in the sea level, from brackish to marine, and then brackish towards the surface. The higher iron oxide contents near the surface and in the deepest zones were the results of pyrite oxidation in the deposits due to weathering under subaerial conditions. Smectite content was the most predominant governing factor for the consistency limits and activity; the iron oxide content was the most predominant for the sensitivity, the Cu/p value, and the over-consolidation ratio. Overconsolidation characteristics in the near-surface zone and in the deepest zones were attributed to interparticle cementation by the iron oxides produced by pyrite oxidation.

L'article présente les propriétés minéralogiques, géochimiques et géotechniques d'échantillons argileux de la baie d'Ariake, Japon. La minéralogie et la géochimie sont étudiées pendant et après le dépôt. Les propriétés géotechniques sont ensuite corrélées, à l'aide de diverses régressions, à la minéralogie et à la géochimie. La smectite est le minéral argileux le plus courant. La distribution verticale des éléments-trace dans les dépôts est représentative des variations périodiques des matériaux originels impliqués dans les processus de dépôt. Selon le niveau de la mer, la concentration en chlorures de l'eau interstitielle vane: en remontant vers la surface, elle est typique de l'eau saumâtre, puis de l'eau de mer, puis de nouveau de l'eau saum7acirc;tre. Les teneurs en oxydes de fer les plus élevées, situées à proximité de la surface et dans les zones les plus profondes, résultent de l'oxydation, par altération sous conditions subaériennes, de la pyrite contenue dam ces dépâts. Les teneurs en smectites et en oxydes de fer sont les principaux paramàtres contrôlant les limites de consistance et Pactivité pour la premiàre, la sensibilité, la valeur de culP et le degré de surconsolidation pour la seconde. Les caractéristiques de surconsolidation dans les zones proches de la surface et dans les zones les plus profondes sont sans doute dues à une cimentation de l'espace interparticulaire par des oxydes de fer issus de l'oxydation de la pyrite.
Sedimentation and self-weight consolidation: general unifying theory
Authors: Toorman E. A.
Published: October 2009

Sedimentation in a suspension and self-weight consolidation of the resulting deposit can be described by a general unifying theory, which is composed of the elements of the theories used by geotechnical and chemical engineers. Concentration profiles can be obtained as the solution of the mass balance equation of the solid phase, which expresses that a concentration variation is caused by a net sediment flux (the product of sediment concentration and velocity). The particle velocity is obtained from the particle force balance equation–the generalized Darcy–Gersevanov equation—which also includes thermodynamic forces. Effects of differential settling due to polydispersity and upward drag by displaced water can be incorporated by adding a diffusive flux. Segregation in graded sediment can be simulated by solving the mass balance equations of different particle size fractions separately. The equations are expressed in terms of sediment volume fraction. The present formulation is shown to be consistent with the Gibson equation.

La sédimentation dans une suspension et la consolidation des dépôts sous leur poids propre peuvent être décrits par une théorie unificatrice et générale qui est composee d'éléments issus des théories utilisées par les géotechniciens et les chimistes. Les profils de concentration sont obtenus par résoludon de I'équation de conservation de la masse de la phase solide, traduisant ainsi qu'une variation de concentration est due à un flux de sédimentation (produit de la concentration et de la vitesse). La vitesse d'une particule est calculée à partir de I'équation d'équilibre des forces auquelles est soumise la pardcule–équation généralisée de Darcy– Gersevanov—qui intégre également les forces thermodynamiques. Le tassement différendel dû à la polydispersivité et à Pentrainement vers le haut par I'eau peut être pris en compte en rajoutant un flux de diffusion. La ségrégation des sédiments peut être simulée en résolvant séparément les équations de conservation de la masse pour différentes classes granulométriques. Les équations sont exprimées en terme de fraction volumique de sédiment. On montre que la formulation proposée est cohérente avec I'équation de Gibson.
Anisotropy of small strain stiffness in Ticino sand
Authors: Bellotti R. , Jamiolkowski M. , Presti D. C. F. Lo , O'Neill D. A.
Published: October 2009

Comprehensive tests performed in a large calibration chamber and consisting of the propagation of seismic body waves in dry Ticino silica sand are presented. By virtue of the fact that both shear and constrained compression waves have been propagated in vertical, horizontal and oblique directions, five independent constants of the cross-anisotropic elasticity model of the test have been established. The tests have also made it possible to evaluate the influence of the structural (inherent) and stress-induced anisotropy on the velocity of the propagated seismic body waves. The influence of the principal effective stresses on the velocity of these waves is also described.

De nombreux essais, réalisés dans une grande chambre d'étalonnage et consistant en la propagation d'ondes sismiques dans des sables siliceux et sec de Ticino, sont présentés. Les ondes de cisaillement et de compression ayant W émises dans des directions verticales horizontales et obliques, les 5 constantes indépendantes du modéle éastique d'anisotropie croiséle testéés. Ces essais ont ainsi permis une én de Pinfluence de Panisotropie induite de la structure (naturelle) et de la contrainte sur la vitesse de propagation des ondes sismiques. L'influence des contraintes principales effectives sur la vitesse de ces ondes aussi décrite
Interpretation of pressuremeter unloading tests in sands
Authors: Yu H. S.
Published: October 2009

The paper presents a new unloading analysis for pressuremeter tests in sands. The analysis is based on a strain-hardening (or softening) plasticity model in which the angles of friction and dilation are assumed to be a function of the state parameter. A series of numerical analyses using the state parameter-based constitutive soil model suggest that there is a linear correlation between the slope of the pressuremeter unloading curve, when plotted on logarithmic scales, and the initial state parameter. As a result, the initial state parameter, and therefore the friction angle of the soil, can be deduced from the measured slope of the pressuremeter unloading curve. The validity of this new unloading analysis has been confirmed with the results of a number of field and laboratory pressuremeter tests.

L'article présente une nouvelle méthode permettant d'analyser la phase de déchargement d'essais pressiométriques réalisés dans du sable. Cette analyse est fondée sur un modéle en plasticité, avec écrouissage durcissant (on ra-doucissant), dans lequel on suppose que l'angle de frottement et la dilatation s'expriment en fonction du paramétre d'&aute;tat. Une série d'analyses numériques utilisant un modéle constitutif de sol fondé sur le paramétre de'état montre qu'il existe une corrélation linéaire entre la pente de la courbe de déchargement d'un essai pressiométrique, tracée dans un repére bilogarithmique, et le paramétre de'état initial. Par conséquent, il est possible de calculer, par mesure directe de la pente de la courbe de déchargement, le paramétre d'état initial, et donc l'angle de frottement interne du sol. Cette nouvelle méthode d'analyse a été validée par de nombreux essais pressiométriques réalisés sur le terrain et en laboratoire.
Shear bands in plane strain compression of loose sand
Authors: Finno R. J. , Harris W. W. , Mooney M. A. , Viggiani G.
Published: October 2009

Experimental results are presented which characterize the behaviour of a loose, fine-grained, water-saturated sand tested under globally undrained and drained conditions in a plane strain apparatus. The objective of this investigation is to provide insight into the phenomenon of shear banding in loose sand. Together with local measurements of boundary forces and deformations, stereophotogrammetry is used to investigate the progression of strain localization in plane strain compression. Typical results and findings concerning the evolution of non-homogeneous deformation are presented in detail. Shear banding occurred in both undrained and drained experiments on loose masonry sand. In general, temporary modes of strain localization, observed during macroscopically ‘uniform’ deformations of a specimen, gave way to a single, persistent shear band. A clear pattern of onset of the formation of the persistent shear band, mobilization of the maximum effective friction and complete formation of the band was observed in all tests. The stress state when the localization begins is very close to, yet precedes that corresponding to the maximum mobilized friction. The persistent shear bands evolve with changing width and orientation.

L'exposé présente les résultats d'essais de compression plane visant à caractériser le comportement de sable meuble, à grains fins et saturé d'ean dans des conditions générales non drainées et drainées. L'objectif de cette étude est de mieux faire comprendre la formation de bandes de cisaillement dans le sable meuble. En plus de mesurer les forces limites et les déformations, on a eu recours à la stéréophotogrammétrie pour étudier la progression de la localisation des tensions sous l'effect d'une compression plane. L'exposé présente en détail les résultats et constatations types concernant l'évolution de déformations non homogénes. Lors d'essais non drainés et drainés, des bandes de cisaillement se sont formées dans du sable de construction meuble. En règlegénérale, la formation d'une seule bande de cisaillement persistante s'est substituée aux modes temporaires de localisation des contraintes, observés pendant des déformations macroscopiquement «uniformes« d'une éprouvette. Dans tous les essais, le début de la formation d'une bande de cisaillement persistante, la mobillsation du frottement efficace maximal et la formation complète de la bande ont suivi un schéma bien défini. L'état de contrainte où commence la localisation est très proche de celui qui correspond au frottement mobilisé maximal, mais le précède. Les bandes de cisaillement persistantes évoluent en fonction de la largeur et de l'orientation
The permeability of clay suspensions
Authors: Pane V. , Schiffman R. L.
Published: October 2009

The chemical engineering literature abounds with empirical and theoretical equations relating the sedimentation and fluidization velocities of a given solid—liquid system and its porosity. A geotechnical approach shows that for active clay particles the problem lies in the definition, and associated determination, of a coefficient of permeability of the system. A fluidization test is proposed to provide a direct permeability measurement of clay suspensions. The experimental results obtained on two clay mixtures indicate that the coefficient of permeability varies continuously over a wide range of porosities, encompassing soil conditions and suspended conditions, and that a two-constant power equation can be usefully employed to represent such variation.

Les textes de génie chimique abondent en équations empiriques et théoriques qui experiment les vitesses de sédimentation et de fluidisation d'un système solide—liquide donné et sa porosité. Une approche géotechnique montre que, pour des particules actives d'argile, le problème consiste à définir un coefficient de perméabilité du système et à le calculer. Les auteurs proposent un essai de fluidisation qui permet de mesurer directement la perméabilité d'argiles en suspension. Les résultats expérimentaux obtenus dans le cas de deux mélanges d'argile indlquent que le coefficient de perméabilité vane continuellement sur un vaste éventail de porosités, pour diverses conditions de sol et de suspension, et qu'on pent utiliser une équation à deux constantes pour représenter cette variation.
The plugging behaviour of driven and jacked piles in sand
Authors: De Nicola A. , Randolph M. F.
Published: October 2009

A series of model pile tests have been performed in the geotechnical centrifuge at the University of Western Australia to study the plugging behaviour of piles in sand. Open and sleeve-ended piles have been driven and jacked by a miniature pile driving actuator into silica flour of varying densities. The progression of the soil column has been measured during installation and static loading. It was found that the plug length increased with increasing relative density during driving and decreased with increasing relative density during jacking. During installation, the jacked piles exhibited a greater tendency to plug than the driven piles. Piles fitted with an internal driving shoe provided significant stress relief within the soil plug during jacking, leading to longer plug lengths compared with internally flush piles. All static load tests at high embedments behaved in a completely plugged manner. An analysis of the plug capacity is conducted and a model for the variation of the earth pressure coefficient inside the pile is proposed. Differential base pressure on the pile annulus and the internal soil plug is postulated and validated by means of the experimental data.
Speed effects in cutting and ploughing
Authors: Palmer A. C.
Published: October 2009

A significant speed effect occurs when blades and ploughs cut saturated soil. The cutting force increases dramatically with cutting speed, sometimes by a factor of five or more. In some soils, the effect occurs at very low speeds. It has significant practical implications, and has caused difficulties in several projects. The effect is explained by the intense reduction of pore pressure which occurs when a dilatant sand is forced to deform rapidly in an undrained or partially drained condition. The reduction in pore pressure increases the effective stress and increases the resistance to shear. The paper develops the equation that governs the pore pressure, which is the diffusion equation in a moving medium. It develops an analytical solution for the idealization of a vertical triangular concentrated shear zone ahead of the cutting blade. The results are compared with measurements in the laboratory and in the field. The implications for modelling are examined, and the cutting force in the cavitating condition is predicted.

Un effet de vitesse significatif se produit quand les lames et les socs entrent dans un sol saturé. L'effort de coupe augmente considérablement avec la vitesse de coupe et se trouve quelquefois multiplié par cinq on plus. Dans certains sols, 'effet se produit á des vitesses trés faibles. Ceci a des conséquences pratiques importantes et a causé des difficulés dans plusieurs projets. L'effet est expliqué par I'intense réduction de la pression de pores qui se produit quand un sable dilatant subit une déformation rapide en condition non drainée on pardellement drainée. La baisse de la pression de pores augmente la contrainte efficace et augmente la résistance au cisaillement. Dans cet exposé, nous développons I'équation qui gouverne la pression de pores, qui est I'#x00E9;quation de diffusion dans une matiére en mouvement. Nous développons une solution analydque pour éaliser une zone de cisaillement concentrée triangulaire et verticale en avant de la lame de coupe. Nous comparons les résultats avec les mesures prises en laboratoire et sur le terrain. Nous examinons les implications en cc qui concerne la mise en maquette et nous prévoyons la force de coupe en conditions engendrant la cavitation.
A simple test methodology for soils under transportation routes
Authors: shahu J. T. , Yudhbir  , Rao Kameswara
Published: October 2009

Transportation routes that are constructed on soft and problematic soils and subjected to heavy axle loads and traffic density give frequent maintenance problems. The subgrade soils on which formations are laid should be better accounted for during design and construction of transportation routes. For this purpose, there are two requirements. First, a simple but accurate test methodology simulating actual field conditions is needed. Second, data obtained from this test methodology should be properly correlated with observed changes in the field and with required design parameters. In this paper, a simple test methodology, consisting of undrained tests on unconfined cyclic and unconfined cyclic softened samples, is proposed for evaluating the behaviour of soils under transportation routes. The observed significant degradation of the subgrade soil under conditions when water is freely available and the mud-pumping problems encountered by railways have been explained by examining the softened state of test samples. Important design parameters such as the threshold stress ratio and plastic strain generation have been evaluated by using the proposed test methodology.

Les voies de transport qui sont construites sur des sols tendres et difficiles et qui sont soumises à de lourds poids d'essieux et à une forte densité de trafic connaissent souvent des problèmes de maintenance. Les fonds de forme sur lesquels les paliers de voie sont posés devraient ^tre mieux pris en compte pendant la configuration et la construction des voies de transport. Pour cela, deux choses sont nécessaires: d'abord, il faudra adopter une méthodologie d'essai simple mais exacte, simulant les conditions réelles sur le terrain ; ensuite, les données révélées par cette méthodologie d'essai devront ^tre bien mises en corrélation avec les changement observés sur le terrain et avec les paramètres de conception requis. Dans cet exposé, nous proposons une méthodologie d'essai simple, constituée d'essais non drainés sur des échantillons cycliques non confinés et des échantillons cycliques non confinés assouplis pour évaluer le comportement des sols sous les voies de transport. Nous expliquons la dégradation significative observée sur les fonds de forme dans des conditions où l'eau est présente et les problémes de pompage de la bone dans les voies ferrées en examinant l'état assoupli des échantillons d'essai. Nous avons évalué des paramètres de conception importants comme le taux de contrainte seuil et l'apparition d'une déformation plastique en utilisant la méthodologie d'essai proposée.
Observed performance of a short diaphragm wall panel
Authors: Ng C. W. W. , Rigby D. B. , Lei G. H. , Ng S. W. L.
Published: October 2009

The construction in Hong Kong of a 40 m deep excavated, large, rectangular-section barrette (i.e. a short diaphragm wall panel, 2·8 m long by 0·8 m wide) in sedimentary and weathered soils under bentonite has been heavily instrumented and closely monitored. During excavation, the maximum measured horizontal ground movements were only a few millimetres, with similar subsurface settlements around the panel. On the basis of three-dimensional numerical simulations of the excavation of the trench, an average mobilized shear strain greater than 0·1% around the excavated trench can be deduced. At the soil–wall interface, the initial lateral earth pressures decreased to hydrostatic bentonite pressures during excavation and increased above their initial K0 pressures after concreting. The measured lateral pressures just after concreting support a theoretical bilinear pressure envelope.

La construction d'une barrette à grande section rectangulaire excavée à 40 m de profondeur (c'est-à-dire d'un court panneau de mur souterrain de 2,8 m de long par 0,8 m de large) dans des sols sédimentaires et désagrégés sous de la bentonite a fait l'objet de nombreux contrôles aux instruments et a été observée de près à Hong Kong. Pendant l'excavation, les mouvements horizontaux maximum du sol qui ont été mesurés n'ont été que de quelques millimètres, avec des tassements similaires sous la surface autour du panneau. En nous basant sur des simulations numériques en trois dimensions de l'excavation de la tranchée, nous avons pu déduire une déformation de cisaillement mobilisée moyenne supérieure à 0,1% autour de la tranchée excavée. À l'interface sol-mur, les pressions terrestres latérales initiales baissent pour arriver au niveau des pressions de bentonite hydrostatiques pendant l'excavation et elles passent audessus de leurs pressions Ko initiales après le bétonnage. Les pressions latérales mesurées juste après le bétonnage soutiennent la théorie d'une enveloppe de pression bilinéaire.
A constitutive model for structured soils
Authors: Kavvadas M. , Amorosi A.
Published: October 2009

The paper proposes a constitutive model for structured soils (MSS) which describes the engineering effects of structure development and degradation, such as: high intact stiffness and strength, appreciable reduction of stiffness and strength due to de-structuring, and evolution of stress- and structure-induced anisotropy. A key feature of the model is the treatment of pre-consolidation as a structure-inducing process and the unified description of all such processes via a ‘bond strength envelope’ associated with the onset of appreciable de-structuring and distinguished from the onset of plastic yielding. Other features include: a damage-type mechanism to model volumetric and deviatoric structure degradation, the evolution of stress- and bond-induced anisotropy using a fading memory scheme, adaptable predictive capabilities depending on the sophistication of the available test data, modularity to extend its applicability in several soil types, and mathematical formulation in a general tensorial space to facilitate its incorporation in finite element codes. The predictive capabilities of the model are evaluated against the results of laboratory tests on the stiff overconsolidated Vallericca clay: (a) isotropic and anisotropic consolidation tests up to very high pressures; and (b) anisotropically consolidated triaxial shearing at both low pressures (structured material response) and high pressures (de-structured material response).
Centrifuge model testing of tunnelling-induced ground and pile deformations
Authors: Loganathan N. , Poulos H. G. , Stewart D. P.
Published: October 2009

Three centrifuge model tests have been performed to assess tunnelling-induced ground deformations in clays and their effects on adjacent pile foundations. The tunnel excavation procedure was modelled by ‘equivalent ground loss values’ and the specified ground loss values were achieved by reducing the diameter of the model tunnel, and was designed to simulate the two-dimensional tunnelling-induced ground movements. Model piles (a single pile and a 2 × 2 pile group) were pushed into the preconsolidated kaolin clay sample. The performance of the pile group and the single pile were compared at the same time in the same package. Tunnel depths were varied in each test in order to assess the influence of tunnel depth on ground movements, axial pile forces, pile settlements, and lateral pile deformations. The models were instrumented substantially to measure tunnel ling-induced vertical and lateral ground movements and the tunnelling-induced behaviour of the piles. A model scale of 1/100 was used, with a nominal centrifuge acceleration of 100 g. This paper presents: (a) details of the centrifuge model setup; (b) measured ground deformations and comparisons with empirical and analytical methods of estimation; and (c) tunnelling-induced performance of a single pile and a pile group.
Vacuum preloading consolidation of Yaoqiang Airport runway
Authors: Tang M. , Shang J. Q.
Published: October 2009

Yaoqiang Airport is an international airport serving the city of Jinan, China. The soil on the site consists of alternate layers of silty sand, silty clay, silt and clay. An under-consolidated soft clay layer approximately 4 m thick is located at between 7·5 m and 11·5 m depth above a silty clay layer. Soil improvement was proposed to consolidate the site prior to the construction of a runway to eliminate excessive settlement under static and dynamic loads on the runway. The results from field pilot tests for both surcharge preloading and vacuum preloading under the same consolidation pressure of 80 kPa are presented. Soil settlement in the range 20–30 cm was achieved in 80–90 days. For the vacuum treatment, in-situ deep mixing slurry cut-off walls were installed to control vacuum loss in a shallow silty sand layer. Data from the successful full-scale vacuum treatment of the site are also presented
Soil improvement by the vacuum preloading method for an oil storage station
Authors: Chu J. , Yan S. W. , Yang H.
Published: October 2009

This paper presents a case study on the application of the vacuum preloading method for a soil improvement project in Tianjin, China. The site area was 50 000 m2, and the soft clay treated was about 20 m thick, including a very soft muddy clay layer 4–5 m thick, formed from dredged slurry. The water contents of the clays were higher than or as high as the liquid limits. A vacuum load of 80 kPa was applied for 4 months. The ground settled nearly 1 m, and the average degree of consolidation was greater than 80%. The undrained shear strength of the soil increased two- to threefold after treatment. The procedures used for soil improvement, the field instrumentation programme, and the field monitoring data are described and discussed.
Precompression design for secondary settlement reduction
Authors: Alonso E. E. , Gens A. , Lloret A.
Published: October 2009

A large water treatment plant is to be built on soft deltaic deposits. Precompression has been selected as the method for achieving the required ground improvement. An instrumented preload test has been carried out to obtain reliable information on precompression performance. Distributions of displacements throughout the foundation depth, obtained using sliding micrometer extensometers, have proved extremely useful for identifying the mechanisms of behaviour controlling ground deformation. The magnitudes of displacements are largely dependent on the overconsolidation state of the soil. As primary consolidation settlements take place rather quickly, they can be largely controlled by applying a preload over a limited period. The main design criterion therefore concerns secondary settlements. Laboratory and field data indicate clearly that overconsolidating the soil, even in moderate amounts, significantly reduces the secondary compression rate. The performance of an unloading stage in the preload test provides crucial information in this regard. Therefore applying a preload surcharge larger than the final structure load is quite effective in controlling the magnitude of subsequent secondary settlements. The information collected during the site investigation and in the preload test provides the basis for the development of a ground deformation model that can be used for computing settlement histories. The model is used as a design tool for the final proposal of the precompression treatment required for the various structures of the plant.
Laboratory investigation of efficiency of conical-based pounders for dynamic compaction
Authors: Feng T.-W. , Chen K.-H. , Su Y.-T. , Shi Y.-C.
Published: October 2009

The pounder for dynamic compaction is conventionally built to have a flat bottom. An innovative idea of using a conical-based pounder to improve the efficiency of dynamic compaction has been investigated, and the results are presented in this paper. Both a conical-based pounder and a flat-based pounder were used in an extensive programme of laboratory dynamic compaction tests. An air pluviation technique was used to prepare dry sand specimens, 60 cm in diameter and 50 cm high, to have initial relative densities of 30% and 40%. Wet sand specimens with an initial relative density of 60% were prepared from the dry sand specimens. A total of 14 dynamic compaction tests were performed. The results of each test include dimensions of the crater, heave around the crater, and cone penetration resistance at 13 penetration locations. It is found from the test results that the efficiency of dynamic compaction with the conical-based pounder depends on both the grain size characteristics and the volume change behaviour of the sand. The conical-based pounder is more effective in the Mai-Liao fine sand with 8% fines than in the clean Ottawa medium sand.