bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Geotechnical properties of the Belfast estuarine deposits
Authors: Crooks J. H. A. , Graham J.
Published: October 2009

The post-glacial deposits which underlie the centre of Belfast are generally considered to be weak, highly compressible and therefore unsuitable as bearing strata. Consequently little attention has been paid to detailed studies of their geotechnical properties and behaviour. Recently, however, major reconstruction projects have indicated the need for more detailed studies of the deposit. Tests on block and piston samples have provided information on yielding and failure, pore-water pressure generation, dependence of strength on direction and rate of shearing, and on the elastic properties of the soil. A series of geochemical and mineralogical tests has provided information on the depositional environment of the materials.

The results show that the soil is lightly over-consolidated and is more brittle, elastic and aniso-tropic than is suggested by routine sampling and testing procedures. Drained stress-controlled tests have permitted determination of a yield envelope which is distinct from the Coulomb-Mohr rupture envelope. The yield envelope has been tentatively related to the energy supplied during subsequent loading of samples which had been earlier reconsolidated to the field stresses.

Les dépôts post-glaciaires situés sous le centre de Belfast, sont généralement considérés comme étant sans consistance, très compressibles et pour cela, peu convenables comme couche portante. Par conséquent on a porté peu d'attention aux études détaillées de leurs propriétés géotechniques et de leur comportement. Récemment, des projets de reconstruction importants ont cependant indiqué la nécessité d'études plus détaillées, de ce sol. Des essais sur des échantillons ayant la forme de blocs et de cylindres ont fournis des informations sur le fluage et rupture, la création de pression interstitielle, variation de la résistance en fonction de la direction et de la vitesse de cisaillement, et sur les propriétés élastiques du sol. Une série d'essais géochimiques et minéralogiques a fourni des informations sur l'environnement dépositaire des matériaux.

Les résultats montrent que le sol est légèrement surconsolidé et qu'il est plus fragile, élastique et anisotrope que ce qui est suggéré par le prélèvement d'échantillon courant et les procédures d'essai. Des essais drainés à contraintes contrôlées ont permis la détermination d'une enveloppe de fluage qui est distincte de l'enveloppe de rupture Coulomb-Mohr. On a tenté de relier l'enveloppe du fluage avec l'énergie fournie pendant des chargements postérieurs d'échantillons qui avaient auparavant été reconsolidés aux contraintes in-situ.
Capacité portante globale d'une fondation sur un sol non homogène
Authors: Salençon J. , Florentin P. , Gabriel Y.
Published: October 2009

On effectue, dam le cadre de la théorie des équilibres limites plans, le calcul global de la capacité portante d'une semelle filante, en prenant en compte les effets de pesanteur, surcharge, cohésion et gradient vertical constant de cohésion. On met en évidence une représentation commode des résultats en coordonnées réduites permettant, du point de vue pratique, l'utilisation d'une courbe unique pour déterminer la capacité portante lorsque 4°≤ φ ≤40°. On montre que l'effet du gradient de cohesion, souvent totalement ignoré, peut être très sous-estimé par l'emploi d'une formule de superposition dans le cas des petits angles.

Calculations of the bearing capacity of a strip footing are performed within the frame of the plane limit equilibrium theory, taking into account the effects of weight, surface load, cohesion, and of a constant vertical gradient for the cohesion. By means of reduced co-ordinates it is shown that the results so obtained can be plotted very conveniently making it possible to refer to a single curve for the determination of the bearing capacity, when dealing with practical problems for 4° ≤ φ le 40°. It is pointed out that the effect of the cohesion gradient which is often unknown may be considerably under-estimated by the use of a linear formula for the bearing capacity, when dealing with a soil for which φ is small.
The foundations of Hexham Bridge
Authors: Ruddock E. C.
Published: October 2009

The story of the construction and collapse of John Smeaton's bridge in 1777–1782 is told with liberal reference to contemporary practice, his own previous experience, and other attempts to bridge the Tyne at Hexham. The safety of the foundations against scour and against bearing capacity failure is assessed by modern analyses with the aid of a recent soil survey, and the contributions of skirts and girdles to the stability of the foundations is also investigated. The collapse is shown to have followed the classical pattern of failure caused by scour.

On presente l'histoire de l'établissement et de l'tcroulement du pont de John Smearon entre 1777 et 1782 en faisant souvent mention aux techniques contemporaines, à sa propre expérience, et aux autres essais de jeter un pont sur le Tyne à Hexham. La sécurité centre les affouillements et la capacité portante des fondations sont évaluées par des analyses modernes, en se servant d'une reconnaissance récente des sous-sols; on examine en plus les effets des ‘jupes’ et des ‘ceintures’ sur la stabilité des fondations. On montre que l'écroulement du pont se passa selon la manière classique d'écroulements par affouillements.
A laboratory study of efficiency of sand drains in relation to methods of installation and spacing
Authors: Singh G. , Hattab T. N.
Published: October 2009

This Paper is concerned with an experimental study of the inward radial drainage of remoulded kaolinete clay to a central model sand drain and has been undertaken primarily to assess the effects of the various methods of installation and spacing on the consolidation characteristics of the soil. An experimental programme has been designed and implemented using three sizes of Rowe consolidation cells (76, 152 and 254 mm dia.). Geometrical models of various methods of forming the drains were used for the three sample sizes consolidated under three levels of loading. A development incorporating the concept of non-circular cross-section for the drain former has been similarly assessed. Vertical flow consolidation tests were also conducted to compare the results with those from the radial drainage. These were done to assess the reliability of the commonly used method of deployment of vertical flow consolidation coefficient in the sand drain design procedure. The results indicate that there are marked differences in the performance of the methods, and that the effects of the method of installation of sand drains on the in situ characteristics of the soil are critically important in evaluating the design assumptions and cost of construction for any given project.

Cet article se rapporte à une étude expérimentale du drainage radial vers l'intérieur argile à kaolinite remaniée, en direction d'un drain de sable modèle central; cette étude a été entreprise principalement en vue d'évaluer les effets de différentes méthodes d'installation et d'espacement sur les caractéristiques de consolidation du sol. Un programme expérimental faisant appel à des cellules de consolidation Rowe de 3 tailles différentes (76 mm, 152 mm et 254 mm de diamètre) a été concu et mis en oeuvre. Des modeles géométriques de différentes méthodes de formation de formation de drains ont été utilisés pour les trois tailles d'échantillons consolidés sous trois phases de chargement. Le concept d'une forme de drain à section non-circulaire a fait l'objet d'une étude analogue. Des essais de consolidation du type á écoulement vertical ont également été menés en vue de comparer les résultats avec ceux fournis par le drainage radial. Ces essais avaient pour but d'évaluer la fiabilité de la méthode très courante de déploiement des coefficients de consolidation par écoulement vertical dans les projets de drains de sable. Les résultats font apparaitre des différences très nettes de performance entre les méthodes, et montrent que les effets de la méthode d'installation des drains de sable sur les caractéristiques in situ du sol jouent un rôle important pour I'évaluation des hypothèses de calcul et du coût de construction de tout projet donné.
A comparison of the stiffness of the chalk at Mundford from a seismic survey and a large scale tank test
Authors: Abbiss C. P.
Published: October 2009

Seismic velocities are calculated as a function of depth for chalk at Mundford and dynamic Young's Moduli, which increase with depth, are found from these velocities. The moduli are compared with the results of finite element back analysis of the settlements observed under a large scale tank test and shown to be directly proportional. This factor is thought to be accounted for by a viscoelastic model.

Le calcul des vitesses sismiques de la craie de Mundford est effecté en fonction de la profondeur et les modules dynamiques de Young, qui augmentent avec la profondeur, sont déterminés à partir de ces vitesses. Les modules sont comparés aux résultats d'une analyse inverse à éléments finis des tassements observés lors d'un essai en bassin à grande échelle et les résultats montrent qu'ils sont directement proportionnels. Le fait que les modules sont fonction du temps expliquerait ce facteur.
Physical and numerical experiments with granular wedges
Authors: Trollope D. H. , Burman B. C.
Published: October 2009

This Paper describes the development of a numerical model for discontinua, the discrete stiffness model, Comparison with physical observations on granular wedges indicates that the simple form in which the model reduces to a lattice analogue with nodes connected by discrete elements is adequate for granular media. The resulting solutions are shown to approach closely the previously derived clastic solutions. Examinations of the associated displacement patterns emphasizes the need for careful interpretation of displacement monitoring of earth and rock structures for stability purposes.

L'article décrit la mise au point d'un modèle numérique pour discontinua, le Modèle de Rigidité Discrète. Par comparaison avec des observations physiques de prismes granulaires, on peut voir que la forme simple du modèle qui se réduit à une représentation analogique sous forme de réseau dont les noeuds sont reliés par des éléments discrets, convient bien aux milieux granulaires. L'article montre que les solutions qui en resulter sont très proches des solutions clasiques qui avaient été trouvées précédemment. L'examen des chemins de déplacement associés met en évidence la nécessité d'une interprétation minutieuse du contrôle du déplacement de structures en terre et en roche effectué à des fins de stabilité.
Drained, undrained, consolidating and dynamic behaviour assumptions in soils
Authors: Zienkiewicz O. C. , Chang C. T. , Bettess P.
Published: October 2009

The behaviour of saturated, porous media under dynamic or quasi-static loads was first formulated by Biot (1941, 1960). For dynamic problems a simplification was recently proposed by one of the Authors. As the two formulations must coincide over a range of problems and as for slow transients both must be adequately represented by pure consolidation theory, this Paper examines the respective ranges of validity by an analytical study of a soil layer subject to a periodic surface force. The analysis also indicates under what conditions such extremes as undrained or quasi-static assumptions can be safely used. Results of the analysis are given in a non-dimensional, generally valid, form and should find practical application in assessing the the type of approximation that is applicable in new problems.

Le comportement des milieux poreux saturés soumis à des charges dynamiques ou quasi statiques a été analysé pour la première fois par Boit (1941, 1960). Pour les problèmes dynamiques, une simplification a été récemment proposée par l'un des Auteurs. Comme les deux formulations doivent coincider pour une certaine gamme de problèmes et que, dans le cas de phénomènes transitoires lents, elles doivent toutes deux être représentées d'une manière correct par une théorie de consolidation pure, cet Article examine les zones respectives de validité en étudiant analytiquement une couche de sol soumise à une force supercielle péiodique. L'analyse indique également dans quelles conditions les hypothèses extrêmes de charges non drainées ou quasi statiques, peuvent être utilisés sans risque d'erreur. Les résultats de l'analyse sont donnés sous une forme non dimensionnelle, généralement valable, et devraient trouver leur application pratique dans l'évaluation du type d'approximation applicable à de nouveaux problèmes.
Une équation d'éoulement simple pour les matériaux granulaires
Authors: Frossard E.
Published: October 2009

Cet article se rapporte à la mécanique des matériaux granulaires en déformation déviatoire, et en propose une nouvelle approche. Supposant la coaxialité des tenseurs de contrainte et de vitesse de formation et que le matériau absorbe de l'énergie mécanique au cours de la déformation, on en déduit l'existence d'un angle d'écoulement, grandeur objective, qui permet d'écrire une équation d'écoulement. Lorsque l'angle d'écoulement est différend de π/2, on déduit analytiquement de l'équation d'écoulement que dans le cas général, les modes de déformation permis vérifient un certain principe d'exclusion. En déformation plane ou symétrie axiale, à volume massique variable la relation contraintedilatance de Rowe est satisfaite, l'angle d'écoulement s'identifie au frottement intergranulaire de Rowe, et à volume massique constant, la loi de Coulomb est satisfaite, l'angle d'écoulement s'identifie au frottement interne. Sous contrainte quasi-isotrope, dans le cas général toute déformation entraîne une contraction en volume; l'équation de cette contraction en volume conduit, dans divers cas particuliers, à une théorie quantitative du coefficient de Poisson apparent et des petites déformations, vérifiée par les résultats de divers expérimentateurs (irréversibilité des déformations en volume; le coefficient de Poisson apparent dépend du mode de sollicitation). En déformation plane, l'angle de dilatance est nécessairement variable.

This Paper presents a new approach to the mechanics of granular materials under deviatoric strains. Assuming co-axiality of stress and strain rate tensors, and that the material absorbs mechanical energy while strained, the existence of a certain flow angle (a new constitutive variable) is deduced, which leads to a new flow rule. When the flow angle is other than π/2, it is analytically deduced from the flow rule that in the general case, admissible strain modes follow a certain exclusion principle. Under plane strain or in axisymmetric cases, at variable specific volume Rowe's stress dilatancy equation is satisfied and the flow angle is identical with Rowe's inter-particle friction, and at constant specific volume Coulomb's criterion is satisfied and the flow angle is identical with internal friction. Under quasi-isotropic stress, in the general case any strain produces a volumetric contraction; the general equation of this volumetric contraction leads, in various particular cases, to a quantitative theory of apparent Poisson's ratio and small strains, which is verified by various experimental works (irreversibility of volumetric strains; apparent Poisson's ratio depends on loading and straining mode). In plane strain, the dilatancy angle is necessarily variable.
The development of centrifugal models to study the influence of uplift pressures on the stability of a flood bank
Authors: Padfield C. J. , Schofield A. N.
Published: October 2009

A series of small-scale two-dimensional models has been tested on the Cambridge geotechnical centrifuge. The models represent a clay flood embankment built on a clay foundation layer that overlies a pervious granular layer. High water pressures in the pervious layer represent the uplift pressures that are known to act on Thames flood embankments. The models have shown that the uplift pressures may modify the nature of the most critical failure mechanism, but do not appear to affect greatly the factor of safety against collapse. The mechanism of failure observed is thought to have contributed to the breach at Dartford Lock in 1953. A simple analysis is proposed, derived from consideration of the failure mechanism observed in the models, which promises to afford a rational design approach for landside loading berms where uplift-interaction failure is thought to be a danger.

Une série de modèles bidimensionnels d'échelle réduite a été sur la centrifugeuse géotechnique de Cambridge. Les modèles représentent un remblai d'argile contre les inondations construit sur une couche de fondation d'argile surmontée par une couche pulvérulente perméable. De hautes pressions d'eau dans la couche perméable représentent les forces de sous-pression connues qui agissent sur les remblais de protection contre les inondations de la Tamise. Les modèles ont démontré que les sous-pressions peuvent modifier le mécanisme de rupture le plus critique, mais elles ne semblent pas affecter beaucoup le facteur de sécurité contre la rupture. On croît que le mécanisme de rupture observé a pu contribuer à la brèche dans l'écluse de Dartford en 1953. Cet article propose une analyse très simple, dérivée de l'étude du mécanisme de rupture observé dans les modèles, qui donne la possibilité d'une méthode rationelle de construction pour les bermes de chargement latérales dans les cas où la rupture due a l'interaction des sous-pressions semble représenter un danger.
A state parameter for sands
Authors: Been K. , Jefferies M. G.
Published: October 2009

The requirement for a rational engineering approach to constructing structures using undensified hydraulic sand fill has identified several deficiencies in current technology. In particular, there is no single parameter measure of sand behaviour. This Paper presents an appropriate physical parameter, termed the state parameter, that combines the influence of void ratio and stress level with reference to an ultimate (steady) state to describe sand behaviour. Data from a triaxial testing programme on Kogyuk sand with four fines contents is presented and the significant engineering design parameters are demonstrated to be dependent on the state parameter. The concept of state is a fundamental physical concept and has wide applicability both as an empirical normalizing parameter and for constitutive modelling of soil behaviour.

Plusieurs insuffisances de la technologie habituelle ont été révélées lorsqu'on a tenté de trouver une méthode de construction rationnelle pouvant être utilisé dans le cas de structures liées à l'emploi de remblais hydrauliques sableux non-compactés. En particulier il n'y a pas de paramètre unique pour mesurer le comportement du sable. Cet article présente un paramètre physique adéquat (appelé paramètre d'état) qui combine l'influence de l'indice des vides et du niveau des contraintes dans un état final (stationnaire) pour décrire le comportement du sable. On présente des données obtenues à partir d'un programme d'essais triaxiaux sur du sable de Kogyuk avec quatre contenus différents de fines. On démontre comment les paramètres significatifs du projet dépendent du paramètre d'état. La notion d'état est une notion physique fondamentale qui a une large application comme paramètre empirique de normalisation et qui peut s'employer pour modéliser le comportement du sol.
Comparison of truly undrained and constant volume direct simple shear tests
Authors: Dyvik R. , Berre T. , Lacasse S. , Raadim B.
Published: October 2009

The Paper describes a chamber for the Norwegian Geotechnical Institute's direct simple shear device that enables undrained tests with pore pressure measurements to be run. The results of undrained tests on normally consolidated Drammen clay are compared with the results of conventional constant volume direct simple shear tests. The comparison shows that the stress–strain and effective stress plots obtained by the two methods are identical for all practical purposes. Thus, it is shown that the changes in vertical stress required to keep constant volume throughout a direct simple shear test are equal to the measured pore pressures in an undrained direct simple shear test for normally consolidated clay.

Cet article décrit une chambre pour l'appareil de cisaillement simple direct de l'Institut Géotechnique de Norvège qui offre la possibilité d'effectuer des essais non-drainés avec des mesures de pression interstitielle. Les résultats d'essais non-drainés sur de l'argile de Drammen normalement consolidée sont comparés avec ceux des essais traditionnels par cisaillement simple direct à volume constant. La comparaison montre que les relevés de contrainte–déformation et de contrainte effective obtenus par les deux méthodes sont pratiquement identiques. I1 est ainsi démontré que les changements dans la contrainte verticale nécessaire pour maintenir le volume constant au cours d'un essai pour le cisaillement simple direct sont égaux aux pressions interstitielles mesurées dans un essai de cisaillement simple direct non-drainé dans le cas d'une argile normalement consolidée.
Implications of weathering on the engineering properties of the Fuller's Earth formation
Authors: Hawkins A. B. , Lawrence M. S. , Privett K. D.
Published: October 2009

The Fuller's Earth formation is an overcon-solidated, jointed, randomly Assured, calcareous mudstone with some thin to medium, jointed argillaceous limestone bands. South of Bath, the formation contains the commercial (montmorillonite rich) Fuller's Earth bed. This Paper reviews the effect of the proportion of calcite present on the moisture content, Atterberg limits, particle size, and residual shear strength. Attention is drawn to the importance of appreciating that the calcite percentage and the clay mineralogy are both likely to change with time as a result of weathering processes. This will affect the stability of natural slopes and man-made cuttings, excavations, etc.

La formation de terre à foulon est un limon compact calcaire surconsolidé jointé et fissuré au hasard qui contient des bandes de chaux argillacée jointées d'épaisseur faible ou modérée. Au sud de Bath la formation comprend la couche de terre à foulon commerciale qui est riche en montmorillonite. L'article examine l'influence de la proportion de calcite presente sur la teneur en eau, les limites d'Atterberg, la grandeur des particules et la résistance au cisaillement résiduelle. On attire L'attention sur la nécessité de comprendre qu'il est probable que le pourcentagc de calcite et la mineralogie argilleuse changeront au cours du temps ce qui entraine un processus d'effritement cela influencera la stabilité des pentes naturelles, des déblais, des excavations, etc.
Pile behaviour—theory and application
Authors: Poulos H. G.
Published: October 2009

This paper discusses the application of theory to the analysis of pile foundation behaviour under axial loading. A classification system is suggested for pile analysis and design procedures, based on the rigour of the underlying theory. It is shown that a number of the analyses in use have a common underlying theoretical basis founded on the boundary element method and that such methods give solutions which are consistent with those from other methods such as the finite element method. The main characteristics of pile behaviour are reviewed for single piles and pile groups subjected to static loading, cyclic loading, and to loading arising from externally-imposed soil movements. Correlations are then summarized for the geotech-nical parameters required for the prediction of axial pile behaviour. Using characteristic values of these parameters, design charts are developed for the load capacity and settlement of piles and pile groups. Finally, three case studies are described which demonstrate the sensitivity of pile performance predictions to the method of analysis, the idealization of the soil profile, and the selection of soil parameters. It is shown that the method of analysis is likely to have less effect on the predicted performance than does the geotechnical characterization of the site.

L'article discute L'application de la theorie a l'analyse du comportement des fondations par pieux sous chargement axial. On propose un système de classification basé sur la rigueur de la theorie associée pour l'analyse des pieux et les procédés de construction. On démontre que quelquesunes des analyses employées ont une base théorique commune dérivant de la méthode des éléments limites et que de telles méthodes donnent des solutions qui s'accordent bien avec celles obtenues à partir d'autres méthodes, telles que les éléments finis. Les caractéristiques principales du comportement des pieux sont examinees pour les pieux et les groupes de pieux soumis aux chargements statiques et cycliques aussi bien qu'au chargement résultant des mouvements du sol imposés de L'extérieur. Puis on résume les correlations pour les paramètres géotechniques nécessaires pour la prédiction du comportement axial des pieux. À l'aide de valeurs caractéristiques de ces paramètres on propose des abaques de construction pour la force portante et le tassement des pieux et des groupes de pieux. Trois cas réels sont presentes. Ils illus-trent la facon dont les predictions du comportement des pieux dépendent de la méthode d'analyse, de la schematisation du profil du sol et de la sélection des parametres du sol. On démontre que la performance prevue est probablement moins influencée par la méthode d'analyse que par la détermination des caractéristiques géotechniques du site.
Factor of safety and probability of failure of rockfill embankments
Authors: Barbosa M. R. , Morris D. V. , Sarma S. K.
Published: October 2009

The limit equilibrium method is applied to analyse the stability of rockfill embankments. Stability charts that utilize contours of zero critical acceleration factor are generated. These charts are valuable as design aids and are presented in a form amenable for the direct computation of the factor of safety, which is a more familiar parameter of stability analysis. Reliability theory is then applied in the form of a second moment format, to compute the probability of failure of a rockfill embankment. Strength parameters are characterized using three slightly different density functions, to study the effect of truncation on the probability of failure of the system. The use of the logistic distribution is introduced, as a means of computing the failure probability of the structure without the aid of tables. The parameters necessary to compute both the factor of safety and its reliability, have been evaluated and are presented in graphical form, in terms of common design variables. A wide spectrum of practical combinations of geometries and strength parameters are covered by the study.

La méthode de l'équilibre limite est employée pour analyser la stabilité des remblais rocheux. On pré-sente des abaques de stabilité qui utilisent des contours de facteur zéro d'accélération critique. Ces abaques sont utilisables pour 1'établissement de projets et prennent une forme qui se prête au calcul direct du facteur de sécurité, qui est un paramètre mieux connu dans 1'analyse de stabilité. La théorie de la fiabilité s'applique alors comme un deuxième moment de force pour calculer la probabilité de rupture d'un remblai rocheux. Des paramètres de résistance sont caractérisés à l'aide de trois fonctions de densitié un peu différentes, afin d'etudier l'effect de la troncature sur la probabilité de rupture du systéme. On introduit l'emploi de la distribution logistique comme moyen de calculer la probabilité de rupture de la construction sans l'aide de d'abaques. Les paramètres nécessaires pour calculer le facteur de sécurité et sa fiabilité ont été évalués et sont présentés en forme de diagrammes selon des variables ordinaires de construction. L'étude comprend une gamme étendue de combinaisons pratiques de géométries avec des paramètres de résistance.
Observed stress–strain behaviour of remoulded saturated clay under plane strain conditions
Authors: Topolnicki M. , Gudehus G. , Mazurkiewicz B. K.
Published: October 2009

The stress-strain behaviour of saturated, remoulded clay has been investigated in a cuboidal plane strain apparatus. The tests covered a variety of strain paths ranging from proportional paths starting from a slurry state to complex paths with up to two sharp bends. Both normally consolidated and overconsolidated samples were investigated. As a result of these observations, a list of material properties has been formulated. The most important properties refer to: the dependence of the stress response on the stress level, the asymptotic property of clay, the influence of the history of straining on the stress response, and the ohservation that the stress paths reaching the state boundary surface may move along this surface. The list of material properties is thought to be a guideline for development of constitutive theories. It provides also a useful framework within which the behaviour of natural clays may be qualitatively described.

Le comportement contrainte/déformation de l'argile saturée remanisé a été étudiée à l'aide d'un appareil à déformation plane cuhoide. Les essais comprenaient plusieurs chemins de déformation, y compris des chemins proportionnels en commençant par un état de coulis et aussi des chemins complexes avec jusqu'à deux coudes aigus. Des échantillons normalement consolideś et sur-consolidés furent examinés. Comme résultat de ces études une liste de propriétés de la matière fut formulée. Les propriétés les plus importantes sont les suivantes: le rapport entre la réponse à la déformation et le niveau de déformation, la propriété asymptotique de l'argile et l'influence de l'histoire de déformation sur la réponse à la deformation. Les chemins de déformation qui atteignent la surface limite de l'état peuvent suivre celle-ci. Il parait que la liste des propriétés de la matière peutservir comme base pour le déloppement des théories contituantes et fournir un cadre convenable pour la description qualitative du comportement des argiles naturelles.
Seismic stability analysis of rockfill dams
Authors: Kikusawa M.
Published: October 2009

Seismic conditions considerably affect the stability of a rockfill dam in current design method. Thus in the present study pseudostatic analyses are conducted for a typical dam with a central impervious wall by means of a limit equilibrium method and an upperbound limit analysis (Rigid-plastic finite element method is herein employed). Firstly are discussed the safety factor in limit equilibrium, stability factor in limit analysis, and seismic coefficient. It is confirmed that stability can be evaluated well by taking the stability factor NS as a parameter and by the independent use of the safety factor for the frictional strength. NS is defined as a function of the finite value of cohesion, which is normally neglected for the rockfills. Secondly it is illustrated that the effects of the apparent cohesion on the stability by employing a nonlinear strength envelope. A useful chart is presented to address the critical slope and the critical seismic coeficient for the given NS.

Avec la methode présente de construction les conditions sismiques influencent beaucoup la stabilité d'un barrage en remblais rocheux. Des analyses pseudostatiques pour un barrage typique à noyau central imperméable furent effectuées par la méthode d'equilibre limite et (l'analyse des limites supérieures en employant la methode par éléments finis rigides-plastiques. L'article discute le coefficient de sécurité, le facteur de stabilité dans l'analyse des limites et le coefficient critique sismique. II est confirmé qu'on peut tres bien évaluer la stabilité en prenant le facteur de stabilité Ns comme paramètre tout en employant indépendamment en même temps le coefficient de sécurité pour la résistance à la friction. On définit Ns comme une fonction de la valeur finie de cohésion qu'on néglige généralement dans le cas des remblais rocheux. L'effet de la cohésion apparente sur la stabilité est par consequent illustré à l'aide d'une enveloppe de rupture non-linéaire. Des abaques sont présentés pour la résolution de la pente critique et le coefficient sismique critique pour une valeur donnée de Ns. Ces abaques indiquent la limitation de la méthode d'équilibre limite et l'importance de la cohésion apparente pour l'analyse de la stabilité des barrages à en remblais rocheux.
Response of an axially loaded elastic pile in a Gibson soil
Authors: Rajapakse R. K. N. D.
Published: October 2009

An elastic analysis is presented to study the working load response of an axially loaded single elastic pile embedded in a linearly non-homogeneous incompressible elastic (Gibson) soil. The solution scheme is based on a variational method. A boundary integral representation based on exact displacement and traction Green's functions is used to model the response of the surrounding nonhomogeneous soil medium. The Green's functions are evaluated by using numerical integration techniques. The analysis ensures compatibility of displacement in the vertical and the radial directions along the true contact surface between the pile and the surrounding soil medium. Comparisons are presented to verify the accuracy of existing solutions based on approximate analysis methods. Selected numerical results are presented to portray the influence of the degree of non-homogeneity of soil on the axial stiffness and load-transfer and contact traction curves of a single elastic pile.

L'article présente une analyse élastique pour étudier le comportement suis charge de service d'un pieu individuel élastique chargé axialement et fiché dans un sol élastique incompressible (Gibson) qui est non-homogéne dans le sells linéaire. La solution eat basée sur une méthode de variations. Une représentation integrale limite basée sur le déplacement précis et les fonctions de traction de Green eat employée pour modèliser la réponse du sol nonhomogéne environnant. Les fonctions de Green sont calculies au moyen de techniques d'intégration numérique. L'analyse assure compatibilité du deplacement dans les directions verticales et radiales le long de la surface vielle de contact entre le pieu et le sol environnant. Des comparaisons sont données afin de vérifier la precision des solutions existantes basées sur les méthodes d'analyse approximative. Des réultats numériques choisis sont présentés pour démontrer l'influence exercée par la non-homogénéité du sol sur la raideur axiale et sur les courbes de transfert de chargement et de traction de contact d'un pieu individuel elastique.
Micromechanical modelling of cemented sands under low amplitude oscillations
Authors: Chang C. S. , Misra A. , Sundaram S. S.
Published: October 2009

Microstructural continuum modelling is applied to study the mechanical properties of cemented sands under low amplitude oscillatory loading. The effect of cement in sand is accounted for by considering adhesion in addition to friction at the inter-particle contact. Under the assumption that cemented sands are statistically isotropic random packings of equal spheres, a closed form relationship is derived for the initial shear modulus of cemented sands under isotropic confining stress. Also, the secant moduli and damping ratios are computed numerically for various strain amplitudes. The influence of degree of cementation, initial confining stress, particle size, void ratio and strain amplitude on the mechanical properties of cemented sands are investigated. Comparisons of the theoretically predicted results are made with experimental measurements.

Un modele à continuum microstructural est utilisé pour étudier les propriétés mécaniques des sables cimentes sous chargement oscillatoire de base amplitude. L'effet de la cimentation du sable est prise en compte en considérant l'adhesion en plus du frottement au contact interparticulaire. Avec l'hypothese que les sables cimentes représented des tassements fortuits statistiquement isotropes des sphères égales, une forme fermée de relation est calculée pour le module initial de cisaillement des sables cimentés sous contrainte de confinement isotrope. Les modules de sécante et les rapports d'amortissement sont calculés de façon numérique pour de différentes amplitudes de déformation. L'article examine aussi I'influence exercée par le degré de cimentation, la contrainte initiale de confinement, la grandeur des particules, l'indice des vides et l'amplitude de déformation sur les proprietes mecaniques des sables cimentes. Les résultats obtenues sur la base de la théorie sont compares avec des mesures expérimentales.
The general and congruent effects of structure in natural soils and weak rocks
Authors: Leroueil S. , Vaughan P. R.
Published: October 2009

The engineering properties of naturally occurring sedimentary and residual deposits which are usually treated in geotechnical engineering as ‘soils’ are reviewed, and it is shown that usually they have characteristics due to bonded structure which are similar to those of porous weak rock. While this structure can arise from many causes, its effects follow a simple general pattern that involves stiff behaviour followed by yield. This yield can be described in a similar way to that occurring due to overconsolidation, although it is a separate phenomenon. The effects of structure are as important in determining engineering behaviour as are the effects of initial porosity and stress-history, which are the basic concepts of soil mechanics. As it can be described in a general way, it is concluded that structure and its effects should be treated as a further basic concept of equal importance.

L'article passe en revue les propriétés des dépôts sédimentaires et résiduels naturels qui sont nor-malement traités comme des sols en géotechnique et démontre que généralement ils possèdent des caractéristiques dues à la structure liée qui ressemblent à celles du rocher tendre poreux. Bien que cette structure puisse provenir de beaucoup de facteurs, ses effets suivent un cours général très simple comprenant un comportement raide suivi par l'ecoulement. Cet écoulement peut être comparé a celui résultant de la surconsolidation, bien qu'il représente un phénomène different. Dans la détermination du comportement dans la construction les effets de la structure ont une importance égale a celle des effets de la porosité initiate et de l'historique des contraintes, qui représented les conceptions classiques de la mécanique des sols. On tire la conclusion que la structure et ses effets devraient être traités comme une autre conception de base d'importance égale, puisqu'il est possible de les décrire d'une façon génerate.
Restoration of a large urban landfill in Hong Kong
Authors: Powell G.E. , Watkins A.T. , Manley B.J.W.
Published: October 2009

Sai Tso Wan landfill which covers an area of approximately 9 ha and contains 1% x lo6 t of refuse was completed in 1980. Intense building developments currently under construction will bring a population of 27000 people and a busy railway station within 200 m of the landfill. The landfill is actively generating landfill gas (LFG) and leachate. A 65 m high landfill slope overlooks part of the development area and posed a risk of slope instability. An investigation was carried out to determine the extent of LFG generation and its directions of migration and to determine the landfill slope stability. A restoration works design concept based on entrapment of the LFG by a low permeability soil cover, a peripheral cut-off barrier and extraction of tbe LFG through suction wells, together with recompaction and flattening of the side slopes, was adopted. Detailed design paid particular attention to the effects of ongoing settlement on the drainage and LFG extraction systems, and to minimizing future maintenance. The landfill gas is flared off. This Paper describes the investigation, design approach and the construction of these restoration works.

La dècharge publique de Sai Tso Wan, qui couvre une superficie d'environ 9 ha et contient 1·6 × 106 t de résidus urbains, fut complétée en 1980. En raison de l'urbanisation intensive en cours, une population de 27 000 habitants et une gare à grand trafic se trouveront à une distance de 200 m de cette décharge. La décharge produit activement du gaz de décharge et des lessivages. Un remblai ayant une hauteur de 65 m domine une partie de la superficie en cours de développement, avec le risque que sa pente soit instable. Une étude a été réalisée pour évaluer la génération du gaz de décharge et ses directions de migration et aussi pour déterminer la stabilité de la pente de la décharge. On adopta un projet de travaux de restoration basé sur l'occlusion du gaz de la décharge par un recouvrement de sol á perméabilité réduite, une barriére parafouille périphérique et l'extraction du gaz de la décharge à travers des puits de suction, avec recompaction et adoucillement des pentes. Les détails du projet tenaient compte plus particuliérement des effets des tassements prévisibles sur les systémes de drainage et d'extraction du gaz de la décharge aussi bien que la minimalisation des futurs travaux d'entretien. Le gaz de la décharge est brûlé en torchère. L'article décrit l'étude, le projet et la construction de ces travaux de confortement.
Micromechanical features of granular assemblies with planar elliptical particles
Authors: Rothenburg L. , Bathurst R. J.
Published: October 2009

This Paper presents the results of numerical simulations of planar assemblies of elliptical particles. Qualitative features of these systems that are similar to real sand behaviour are identified and the influence of particle eccentricity on peak friction angle and peak dilation rate is explored in a systematic manner. The Paper also presents theoretical developments that extend stress-force-fabric relationships previously published for granular assemblies comprising perfectly circular particles to two-dimensional systems comprising particles with an elliptical shape. The results of numerical simulations are used to verify the accuracy of the proposed stress-force-fabric relationship.

L'article présente les résultats de simulations numériques d'assemblages plats de particules elliptiques. On identifie des propriétés qualitatives de ces systèmes qui ressemblent au comportement réel du sable et on étudie de façon systématique I'influence exercée par I'excentricité des particules sur I'angle de friction maximal et sur le pic de dilatance. I'article présente aussi des développements théoriques concernant les relations contrainte/force/fabrique déjà publiées pour les assemblages granulaires comprenant des particules parfaitement circulaires pour qu'elles puissent s'appliquer à des systèmes bidimensionnels comprenant des particules de forme elliptique. Les résultats de simulations numériques sont employés pour vérifier I'exactitude de la relation contrainte/ force/fabrique proposée.
Analysis of the arching action in granular mass
Authors: Ono K. , Yamada M.
Published: October 2009

When the lining of a tunnel is more flexible than the surrounding soil, the pressure applied to the lining is in general far smaller than the value estimated from the weight of the overburden. Pressure applied to an underground conduit or a trapdoor is also smaller than the weight of overburden. Similarly, earth pressure applied to a retaining wall or to the timbering of an open cut, and particularly to the lower part of the wall or the cut, is sometimes smaller than the values estimated from the theory of earth pressure. Some studies of this arching action to the soil assume that the soil remains in an elastic state; others assume a plastic soil model with a Tresca yield criterion. In this Paper the stress distribution in the soil is analysed assuming that the soil is in a state of plastic equilibrium and that Mohr-Coulomb's failure hypothesis is satisfied. Results are compared with those obtained by measuring the inner air pressure of models made of vinyl tubes or bags buried in dry sand or gravel.

Si la paroi d'un tunnel est plus flexible que le sol environnant, la pression appliquée sur cette paroi est en général beaucoup plus faible que la valeur calculée à Partir du poids des terres susfacentes. La pression exercée sur un conduit souterrain ou sur une trappe est également plus faible que le poids des sols susfacentes. De même, la pression du terrain s'exerçant sur un mur de soutènement ou sur le cuvelage d'une trachée ouverte, notamment sur la partie inférieure du mur ou de la tranchée, est quelquefois inférieure aux valeurs résultant de la théorie de la pression des terres. Certaines études de ce phénomène, appelé 'action de voûte' du sol, posent comme hypothèse que le sol reste dans le domaine élastique; d'autres mettent en oeuvre un modèle de sol plastique utilisant un critère de Tresca. Cet article étudie la distribution des contraintes dans un sol en supposant que ce sol est dans un état d'équilibre plastique et que l'hypothèse de rupture de Mohr-Coulomb est satisfaite. Les résultats sont comparés à ceux obtenus par mesure de la pression interne d'air dans des modèles physiques constitués de tubes vinyls ou de poches creusées dans des sables ou graviers secs.
The design of diaphragm-type boundary total stress cells
Authors: Clayton C. R. I. , Bica A. V. D.
Published: October 2009

The compliance of boundary total stress cells is normally the primary criterion governing their design. It is widely believed that they will not under-read the pressures applied to them by soil if the ratio of the diameter of the cell diaphragm to the displacement at its centre is not smaller than some threshold value (typically 2000). This Paper reports the results of experimental and finite element studies which show that this approach is unsound, and that boundary total stress cells are more properly designed by taking into account the relative stiffness of the diaphragm with respect to the soil. Care must be taken in the design of calibration experiments, and soil stiffness must be measured locally and at small strains. There is then good agreement between observed cell action factors and predictions made using finite element analyses. Charts are presented which may be used for the design of field and laboratory instrumentation.

La conformité des cellules de contrainte totale limites est normalement le principal critère qui gouverne leur conception. Il est très largement répandu qu'elles ne tiennent pas compte des pressions qui leurs sont appliquées par le sol si le rapport entre le diamètre du diaphragme de la cellule et le déplacement au centre n'est pas inférieur à certaines valeurs seuil. L'article présente les résultats d'études expérimentales et d'études par éléments finis qui montrent que cette approche est discutable et que les cellules de contrainte totale limites doivent être plutôt conçues en prenant en compte la raideur relative du diaphragme par rapport au sol. Il faut faire attention lors des essais de calibration, la raideur du sol doit être mesurée localement, pour le faibles déformations. Il y a alors une bonne correspondance entre les facteurs d'action des cellules observés et les prévisions faites par analyses par éléments finis. Les résultats sont présentés sous forme d'abaques qui peuvent être utlisés pour la conception de l'instrumentation in situ ou en laboratoire.