Repeated load triaxial testing of a silty clay
Authors: Brown S. F. , Lashine A. K. F. , Hyde A. F. L. 
Published: October 2009

Repeated load triaxial tests have been carried out on samples of Keuper marl reconstituted from a slurry. The stress history of each sample was controlled and overconsolidation ratios between 2 and 20 were used. The repeated load tests were carried out undrained and involved the application of cyclic deviator stresses at a frequency of 10 Hz and the work was done in the context of the pavement design problem though the results may well be relevant to other situations such as those occurring beneath off-shore gravity structures.

Measurements were made of both permanent and resilient strain and the mean value of pore-pressure. It was shown that even after 106 cycles of stress, failure had not occurred in most of the samples although strains as high as 8% had developed in the more highly overconsolidated cases. Pore-pressures built up to constant positive values for lightly over-consolidated samples within about 104 cycles. For heavily overconsolidated samples, however, negative values were still building up in some cases even after 106 cycles. The results were compared with those obtained from conventional undrained strain controlled tests to failure.

While stress history was clearly an important parameter for permanent strain, resilient strain was shown to depend only on the applied stresses. The resilient modulus was shown to be a function of the cyclic deviator stress divided by the initial effective confining stress and this non-linearity in the material was particularly marked at low values of this ratio.

Des essais triaxiaux cycliques ont été exécutés sur des échantillons de marne Keuper prélevés à la boue. L'histoire des contraintes de chaque échantillon a été contr&cicr;lée et les rapports de surconsolidation entre 2 et 20 ont été utilisés. Les essais de chargement cycliques ont été effectués non drainés en appliquant des déviateurs cycliques à une fréquence de 10 Hz. Le travail a été réalisé pour des chaussées; pourtant il se peut que les résultats puissent servir à d'autres situations telles que celles se trouvant au-dessous des structures gravitaires au large de la côte.

On a mesuré à la fois les contraintes permanentes et résiduelles ainsi que le taux moyen de la pression interstitielle. On démontre que même a partir de 106 cycles d'effort aucune rupture ne s'est produite dans la plupart des échantillons bien que des déformations jusqu'à 8% se soient produites dans les cas les plus accentués de surconsolidation. Des pressions interstitielles se sont augmentées jusqu'à des valeurs constantes positives pour les échantillons légèrement surconsolidés pour 104 cycles environ. Pour les échantillons surconsolidés, cependant, des valeurs négatives se sont produites dans certains cas même apres 106 cycles. Les résultats ont été comparés avec ceux obtenus à partir des essais classiques non drainés poussés à rupture.

Tandis que les contraintes anciennes apparaissent clairement comme un paramètre important pour les contraintes déformations permanentes, les déformations élastiques dépendent settlement des efforts appliques. Le module élastique est une fonction du déviateur cyclique divisé par la contrainte triaxiale effective initiale et cette non linéarité dans le matériau est particulièrement marquée pour les faibles valeurs de ce rapport.