bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Finite-element modelling of rock anchors
Authors: Tang B. , Mitri H. S. , Bouteldja M.
Published: November 2009

This paper describes a generalized modelling technique for the simulation of rock anchors, including mechanically anchored rock bolts, grouted rebars and cable bolts. The proposed technique is implemented in a two-dimensional, finite-element method. A rock anchor system is modelled by a series of bar elements, representing the anchor, which are connected along their length to the rock mass by continuous shear springs, representing the shear bond stiffness of the grout and the rock–anchor interface. Surface anchorage, anchor tensioning and full or partiallength grouting can be modelled. The versatility of the proposed model is illustrated by a simple example of a rectangular excavation, and the application of the model is demonstrated by a case study of an underground mine stope in hard rock, supported by cable bolts.

Cet article présente une technique généralisée de modélisation numérique pour la simulation des boulons d'ancrage, incluant des boulons mécaniques, des armatures cimentés et des câbles d'ancrage. La technique proposée est effectuée par la méthode des éléments finis. Le système d'ancrage est modélisé par une série d'éléments linéaires, qui représentent l'ancrage, et qui est connectée au massif rocheux par des ressorts de cisaillement à l'interface rocheboulon. On peut modéliser l'effet d'ancrage de tête du boulon, et les boulons qui sont partiellement ou complètement cimentés. La polyvalence du modèle proposée est illustrée par un exemple simple d'une excavation rectangulaire. Une application pratique du modèle est présentée dans le cas d'un chantier d'abattage souterrain supporté par des câbles d'ancrage dans une mine de roche dure.
Soil improvement at Stockholm-Arlanda Airport
Authors: Eriksson U. , Hansbo S. , Torstensson B.-A.
Published: November 2009

At Stockholm-Arlanda Airport a new, third runway is under construction. The project comprises a 2500 m long runway, new taxiways, areas for de-icing and surface water treatment, new public roads, bridges, a new traffic control tower, etc. The conditions at the site of the airport are difficult from a geotechnical standpoint and have necessitated different types of soil improvement techniques. Amongst these, vertical drainage in combination with preloading, consisting of 14–20 m of fill, has been used along the runway/taxiway over an area of 250 000 m2 containing clay and organic deposits. In this paper, a description and theoretical analysis of the vertical-drain project are presented. The load of the fill has caused a relative compression of 22–29%, corresponding to total settlements of 1·6–2·6 m.

Une nouvelle et troisième piste d'atterrissage est en construction à l'aéroport de Stockholm. Le projet comprend une piste d'atterrissage d'une longueur de 2500 m, des nouvelles voies d'accès, des zones de dégivrage et de traitement des eaux superficielles, des nouvelles voies publiques, des ponts, une nouvelle tour de contrôle etc. Les conditions sur le site de l'aéroport sont compliquées du point de vue géotechnique et ont nécessité l'emploi de différentes techniques d'amélioration du sol. Entre autres, la technique de drainage vertical avec préchargement sous forme d'un remblai d'une hauteur de 14 à 20 m a été utilisée sur les surfaces d'atterrissage et d'accès qui couvrent 250 000 m2 et dont le sous-sol consiste d'argiles molles et de dépots organiques. Une description et une analyse théorique du projet de drainage vertical sont présentées dan cet article. Le préchargement a entrainé une compression relative de 22 à 29%, correspondant à des tassements de 1,5 à 2,6 m.
The influence of vegetation on soil strength
Authors: Operstein V. , Frydman S.
Published: November 2009

Research is being carried out at Technion in Israel to study the influence of plant roots on the stability of slopes. The present paper describes the part of the investigation concerned with the determination of the additional shear strength contributed to soil by roots. Specifically, results of the following studies are presented: tension tests on roots, pull-out tests of roots from the soil, and direct shear tests on soil and root-reinforced soil. The quantitative results obtained in these investigations provide data which may be used in calculations of slope stability, although this should be done with caution, as pointed out in the paper.

Des recherches sont effectuées en ce moment chez Technion en Israël pour étudier l'influence des racines de plantes sur la stabilité des pentes. Cet exposé décrit la partie de cette investigation concernant le calcul du gain de résistance au cisaillement donné au sol par les racines. Plus spécifiquement, nous présentons les résultats des études suivantes: essais de traction sur les racines, essais d'extraction des racines hors du sol, essais de cisaillement direct sur le sol et sur un sol renforcé par des racines. Les résultats quantitatifs émanant de ces investigations ont produit des données qui pourront être utilisées dans le calculs de stabilité de pente mais, comme nous le soulignons dans cet exposé, ceci devra être fait avec prudence.
State of the art in deep mixing technology. Part III:geomaterial characterization
Authors: Porbaha A. , Shibuya S. , Kishida T.
Published: November 2009

The main properties necessary for the geomaterial design of stabilized ground are strength (compressive, shear and tensile), modulus, permeability, compressibility and dynamically measured properties such as shear modulus and damping at different strain levels. This paper, in conjunction with the previous ones in this series, aims to characterize the geomaterial behaviour of deep mixing (DM) under various loading and environmental conditions using laboratory testing methods. These testing methods include unconfined and triaxial compression tests; direct shear tests; tensile tests using uniaxial and split cylinders; consolidation and permeability tests; and resonant-column, cyclic torsional simple shear and cyclic triaxial tests. The effects of soil type, stabilizing reagent, age, water content, curing temperature, strain at failure, confining pressure, scale and drainage condition on the shear strength of cement-treated soil are discussed along with a framework for selection of the design strength. The relationships, correlation factors, practical ranges and tendencies in the behaviour of treated soil under the various testing conditions presented here reflect important considerations in geomaterial design for DM.

Les principales propriétés nécessaries au calcul géomatériel d'un sol stabilisé sont la résistance (à la compression, au cisaillement et à la traction), le module, la perméabilité, la compressibilité et des propriétés mesurées dynamiquement comme le module de cisaillement et l'amortissement pour différents niveaux de déformation. Cet exposé, en conjonction avec les précédents, a pour but de caractériser le comportement géomatériel d'un mixage profond (DM) dans différentes conditions de charge et d'environnement en utilisant des méthodes d'essai en laboratoire. Ces méthodes sont les suivantes: essais de compression non confinée et triaxiale, essai de cisaillement direct, essais de traction utilisant un cylindre uniaxial et fendu, essais de consolidation et de perméabilité, essai de colonne résonnante, essai de cisaillement simple en torsion cyclique et essais cycliques triaxiaux. Nous examinons l'effet du type de sol, du réactif de stabilisation, de l'âge, de la teneur en eau, de la température de cuisson, de la déformation à la rupture, de la pression de confinement, de l'effet d'échelle et de la condition de drainage sur la force de cisaillement des sols traités au ciment; nous é tudions aussi un cadre pour la sélection de la résistance nominale. Les relations, facteurs de corrélation, gammes pratiques et tendances dans les comportements des sols traités dans les diverses conditions d'essai présentées ici, reflètent d'importantes considérations dans le calcul géomatériel du DM.
Compaction behaviour of Indian coal ashes
Authors: Sridharan A. , Pandian N. S. , Srinivas S.
Published: November 2009

Fly ash is a waste product obtained by burning pulverised coal in thermal power stations. In India, it is estimated that about 90 million t of ash is produced every year. The problem of ash disposal in the vicinity of power plants is difficult because of the limited space available. Its bulk utilisation is feasible only through geotechnical applications such as embankments, backfill material and the like. For this purpose, an understanding of its physical engineering and chemical properties is necessary. The compaction behaviour is an important engineering property that needs to be thoroughly understood. Hence the present study investigates in depth the compaction behaviour of coal ashes. A new method of representing the compaction data is suggested to account for the wide range of specific gravities for coal ashes. The studies show that the compaction behaviour of coal ashes resembles that of cohesionless sands or sandy gravels. However, the curves are flatter compared to those in soils which are sensitive to variation in water content.

La cendre volante est un déchet obtenu en brûlant du charbon pulvérisé dans les centrales thermiques. En Inde, on estime qu'environ 90 millions de tonnes de cendre sont ainsi produites tous les ans. Le problème de la mise au rebut aux alentours des centrales est difficile à résoudre en raison du manque de place. On pourrait utiliser cette cendre en grosses quantités dans les applications géotechniques, en matière de remblayage, pour construire des berges, etc. Dans cas, il est essentiel de bien comprendre ses propriétés physiques, mécaniques et chimiques. Le comportement au compactage, propriété importante en ingénierie, devra être parfaitement compris. C'est pourquoi cette étude analyse en profondeur le comportement au compactage des cendres de charbon. Nous suggérons une nouvelle méthode de représentation des données de compactage afin que celles-ci tiennent compte du vaste e ventail de densités des cendres de charbon. Les études montrent que le comportement au compactage des cendres de charbon ressemble àcelui de sables non cohésifs ou de graviers sableux. Cependant, les courbes sont plus plates que celles des sols qui sont sensibles à des variations de la teneur en eau.
Effect of initial loading on the strength of stabilised peat
Authors: Åhnberg H. , Bengtsson P.-E. , Holm G.
Published: November 2009

When stabilising peat by the dry mix method, 0·5–1·0 m of fill is normally placed on top of the soil directly after the mixing operation has been carried out. The purpose of this is to compress the mixture before hardening and to squeeze out air introduced during the mixing operation. As part of the EC-funded project ‘EuroSoilStab’, aimed at improving the methods of stabilisation of organic soils, a number of investigations have been made on Swedish peats. To study the effect of initial loading during hardening on the strength of stabilised peat, laboratory tests have been performed on samples with initial vertical stresses of 0, 9 and 18 kPa applied shortly after their preparation. The test results show that the initial loading greatly influences the strength of the stabilised peat.

Lorsqu'une tourbe est stabilisée en utilisant un mélange sec, un remblai de 0,5 à 1,0 m d'épaisseur est normalement placé à la surface du sol directement apre¡s l'opération de mélange. Le but de cette surcharge est de comprimer le mélange avant le durcissement et d'extraire l'air introduit par l'opération de mélange. Dans le cadre du projet ‘EuroSoilStab’ financé par la CE et visant à améliorer la stabilisation des sols organiques, un certain nombres d'études ont é té faites sur les tourbes suédoises. Pour é tudier l'effet de la charge initiale sur la résistance finale de la tourbe stabilisée, des essais en laboratoire ont é té exécutés sur des é chantillons sur lesquels différentes pressions verticles initiales (0, 9 et 18 kPa) furent applique és peu de temps aprés leur préparation. Les résultats de essais démontrent que la charge initiale influence grandement la résistance de la troube stabilisée.
Numerical simulation of direct shear of rootreinforced soil
Authors: Frydman S. , Operstein V.
Published: November 2009

This paper is the second in a series of three, describing a research project being carried out at Technion in Israel to study the influence of plant roots on the stability of slopes. In the present paper, the numerical simulation of large, direct shear tests performed on soil samples reinforced with roots, is described. Simulation was performed using the finite difference code, FLAC, and two different soil models were used—the hyperbolic model, and a plastic, strain-hardening model. Soil parameters were obtained from triaxial tests, and root properties from tension and pull-out tests described in the previous paper. The method of preparing the numerical scheme in order to obtain equivalence with the experimental set-up is discussed. Good agreement was obtained between the analyses and the results of the laboratory tests for both soil models, providing confidence in the use of the scheme for slope stability analysis.

Cet exposéest le second d'une série de trois, décrivant un projet de recherche menéà Technion en Israël pour é tudier l'influence des racines végétales sur la stabilitédes pentes. Dans cet exposé, nous décrivons la simulation numérique d'essais de grands cisaillements directs, essais réalisés sur des é chantillons de sol renforcés de racines. La simulation a étéréalisée en utilisant le code de différence finie, FLAC; deux modèles de sol différents ont é téutilisés le modèle hyperbolique et un modèle plastique, à durcissement-déformation. Nous avons dérivéles paramètres du sol des tests triaxiaux et les propriétés des racines des tests de tension et d'arrachage décrits dans l'étude précédente. Nous examinons la méthode de préparation du système numérique afin d'obtenir une é quivalence avec les installations expérimentales. Nous obtenons une bonne corrélation entre les analyses et les résultats des essais en laboratoires pour les deux modèles de sol, ce qui nous montre la fiabilitéde ce système pour l'analyse de la stabilitédes pentes.
Effect of cyclic wetting and drying on the index properties of a lime-stabilised expansive soil
Authors: Rao S. M. , Reddy B. V. V. , Muttharam M.
Published: November 2009

Lime stabilisation of expansive soils in arid and semi-arid regions exposes them to cycles of wetting and drying due to seasonal climatic changes. Cyclic wetting and drying is known to alter the microstructure and swell–shrink behaviour of expansive soils. This paper uses the Atterberg limit tests to examine changes in the microstructure of limetreated expansive soils due to cyclic wetting and drying. Experimental results showed that lime-treated black cotton soil specimens experienced an increase in clay content and liquid limit and a reduction in plastic limit and shrinkage limit upon cyclic wetting and drying. These changes apparently occur due to a partial to near complete breakdown of particle aggregation/flocculation and cementation and an increase in diffuse ion layer thickness on cyclic wetting and drying of the lime-stabilised expansive soil specimens.

La stabilisation à la chaux des sols expansifs dans les régions arides et semi arides les expose à des cycles d'humidification et de séchage dus aux changements climatiques saisonniers. On sait que les alternances d'humidification et de séchage changent la microstructure et le comportement dilatationcontraction des sols expansifs. Cet exposé utilise les essais de limite de Atterberg pour examiner les changements qui affectent la microstructure des sols expansifs traités à la chaux en raison des cycles humidification/séchage. Les résultats des expériences montrent que dans les échantillons de sol de coton noir traité à la chaux, il se produit une augmentation du contenu en argile et de la limite liquide ainsi qu'une baisse de la limite plastique et de la limite de contraction lors des cycles humidification/séchage. Ces changements se produisent apparemment en raison d'une défaillance partielle ou presque compleète de l'agrégation/floculation et cimentation des particules et aussi en raison d'une augmentation de l'épaisseur de la couche d'ions diffus lors des cycles humidification/séchage des échantillons de sol expansif stabilisé à la chaux.
State of the art in construction aspects of deep mixing technology
Authors: Porbaha A. , Raybaut J.-L. , Nicholson P.
Published: November 2009

The installation technique of deep mixing (DM) and its monitoring during construction affect the quality of the improved ground. Accordingly, the objective of this paper is to examine the construction-related issues including construction techniques and monitoring of DM technology. The paper discusses: the machinery required for construction of sea-based and land-based projects; rate of production; construction sequence and the construction methods based on dry mix, slurry-based, high-jet injection; and the methods required for special applications. For economic reasons the installation time for soil-mixed columns should be as short as possible, while complying with the construction specifications. To achieve this goal, various factors affecting the installation process are examined. These include the effect of the following on the quality of the improved ground: injection method, degree of mixing, configuration of the blades, rotational speed of the shafts, and penetration and withdrawal speeds. Finally, the details of construction monitoring and expected environmental impacts are presented, along with a summary of research needs.

La technique d'installation DM (mixage profond) et son suivi tout au long des travaux de construction affecte la qualité du sol amélioré. Dans cette optique, l'objectif de cet exposé est d'examiner plusieurs sujets apparentés à la construction, notamment les techniques de construction et de suivi de la technologie DM. Cet exposé aborde donc les sujets suivants: machines nécessaires aux chantiers en mer et sur terre; vitesse de production; séquence de construction, méthodes de construction basées sur un mélange à sec, en boue, à injection puissante, méthodes requises pour les applications spéciales. Pour des raisons économiques, l'installation des colonnes de sol mixé doit se faire aussi rapidement que possible tout en restant en conformité avec les spécifications de construction. Dans ce but, nous examinons divers facteurs affectant le processus d'installation, en particulier les effets des facteurs suivants sur la qualité du sol amélioré: méthode d'injection, degré de mixage, configuration des lames, vitesse de rotation des arbres et vitesses de pénétration et de retrait. Enfin, nous présentons les détails du suivi tout au long de la construction ainsi que les impacts prévus sur l'environnement, en résumant aussi des besoins en recherche.
Soil improvement works for Changi East Reclamation Project
Authors: Choa V. , Bo M. W. , Chu J.
Published: November 2009

Reclamation in Changi East, Singapore involved the formation of 2000 ha of land. The use of prefabricated vertical drains, combined with surcharge, was required to accelerate the consolidation settlement of the underlying soft compressible soil throughout most of the area. The fill used was marine dredged sand which was placed mainly by hydraulic means and densified by various deep compaction methods such as dynamic compaction, vibroflotation and Müller resonance compaction. A comprehensive instrumentation scheme was used to monitor the process of consolidation. The various methods used for assessing the performance of the soil improvement works, namely soil instrumentation, in situ tests and laboratory tests, are also discussed. The soil improvement works, which included the treatment of a siltpond filled with ultrasoft soil and three pilot tests associated with the use of vertical drains, are also described and discussed.

La récupération de terre en Changi Est à Singapour comprend la formation d'un terrain de 2000 hectares. Des drains verticaux préfabriqués sont combinés avec une surcharge pour accélérer le tassement du subsol compressible dans la plupart de la surface. Nous remblayons avec du sable dragué du mer et placé principalement par la méthode hydraulique et densifié par un nombre de méthodes de compactage, comme le compactage dynamique, la vibroflotation et le compactage résonance de Müller. Le procès de consolidation est contrôlé par un programme d'instruction détaillé. De plus, nous discutons des méthodes utilisées pour évaluer la performance du système de stabilisation, notamment l'instrumentation du sol, et les essais sur place et en laboratoire. Enfin, le système de stabilisation du sol, qui comprend le traitement d'un bassin de vase rempli de sol très mou et 3 épreuvespilote associés avec l'usage de drains verticaux, est décrit et discuté.
Grouting pressure and damaged adjacent buildings. Part 1: Behaviour analysis
Authors: Sheen M. S.
Published: November 2009

This paper studies how high-jet pressure improvement piles—such as the chemical churning pile (CCP), the jumbo special pattern (JSP) and the jumbo grouting pile (JGP) methods—protect adjacent buildings in excavations. If the grouting pressure did not control adequately for various soils at various NSPT numbers, the adjacent buildings would suffer secondary damage. By studying good relationships between grouting pressure and soil properties, knowledge of protecting adjacent buildings under excavations can be accumulated. It is recommended to use laser level surveyors to monitor the adjacent buildings when CCP (chemical churning pile), JSP and JGP high-jet pressure improvement piles are to be constructed.

Cette étude analyse comment les pieux de réhabilitation par jet à haute pression, tels que les CCP, JSP et JGP, protègent les bâtiments voisins lors d'une excavation. Si le contrôle de la pression du jointoiement par coulis n'est pas approprié aux différents types de sols, aux différentes valeurs NSPT, cela peut entraîner des dégats secondaires pour les bâtiments voisins. A partir de statistiques établies par l'étude de plusieurs cas, nous établissons quelles sontles meilleures relations entre les propriétés du sol et la pression de la coulée de jointoiement, augementant ainsi les connaissances sur la protection des bâtiments voisins lors d'une excavation souterraine. Notre étude propose également, lors de la construction de pieux de réhabilitation par jet à haute pression, de surveiller les bâtiments voisins au moyen d'appareils lasers de contrôle de niveau, afin de maintenir la sécurité de ces bâtiments.
Lime pile treatment of black cotton soils
Authors: Rao S. M. , Venkataswamy B.
Published: November 2009

This paper examines the efficiency of 75 mm diameter lime piles in altering the physico-chemical and engineering properties of a compacted expansive soil. Calcium and hydroxyl ions from the lime pile migrated into the surrounding soil mass and increased the soil pH and pore salinity. The increase in soil pH from lime migration could not increase the soil pH to levels (⩾ 12) that were conducive for pozzolanic reactions. The increase in soil pH, however, increased the exchangeable calcium ion content of the soil by apparently imparting additional negative charge to the clay particle edges. Lime modification reactions due to increased pore salinity and exchangeable calcium ions suppressed the plasticity index and swell potential, and slightly increased the unconfined compressive strength of the compacted expansive soil.

Dans cet exposé, nous examinons la capacité des piles de chaux de 75 mm de diamètre ont de à changer les propriétés physico-chimiques et industrielles d'un sol expansif compacté. Les ions de calcium et d'hydroxyle présents dans la pile de chaux migrant dans la masse du sol avoisinant environnant, augmentant son pH et la salinité des pores. L'augmentation du pH du sol causée par la migration de chaux ne peut atteindre des niveauzx (⩾ 12) qui favorisent favorisant des réactions pouzzolani-ques. Cependant, l'augmentation du pH du sol augmente la teneur de celui-ci en ions de calcium échangeables en apportant apparemment une charge négative supplémentaire sur les bords des particules d'argile. Les réactions de modification de la chaux dues à une plus grande salinité de pores et aux ions de calcium échangeables suppriment l'indice de plasticité et le potential de gonflement et augmentent légèrement la résistance à la compression non confinée du sol expansif compact.
Analysis of bearing capacity improvement using micropiles
Authors: Srinivasa Murthy B. R. , Sivakumar Babu G. L. , Srinivas A.
Published: November 2009

Micropiles have been used effectively in many ground improvement applications to increase the bearing capacity and reduce settlement, particularly in strengthening existing foundations. Frictional resistance between the surface of the pile and the soil, bond resistance if grouting is used, and the associated group/network effects of micropiles are considered as the possible improvement mechanisms. In this paper an attempt is made to examine the improvement of load–deformation response in sands due to (a) densification of the soil surrounding the micropiles and (b) interaction between the soil and the micropiles. The analysis is based on the results of numerical simulations using FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua). The study also examines the contribution from each of the mechanisms, and shows that fixing the micropiles in the ground, close to the foundation, significantly improves the foundation's bearing capacity.

Les micropiles ont été utilisées avec efficacité dans de nombreuses applications d'amélioration des sols afin d'augmenter la capacité porteuse et de réduire les tassements, notamment en renforçant les fondations existantes. La résistance frictionnelle entre la surface de la pile et le sol, la résistance d'adhérence si une cimentation est utilisée et les effets associés de groupes/réseaux de micropiles sont considérés comme é tant les mécanismes possibles d'une amélioration. Dans cet exposé, nous tentons d'examiner l'amélioration de la réponse charge-déformation dans des sables en considérant que cette amélioration peut être attribuée à (a) l'amélioration due à la densification du sol entourant les micropiles et (b) l'amélioration due à l'interaction entre le sol et les micropiles. L'analyse est faite en employant les résultats de simulations numériques utilisant FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua). L'étude examine en même temps le rôle de chacun de ces mécanismes et montre aussi que le fait d'installer des micropiles dans le sol et près des fondations améliore de manière significative la capacité porteuse des fondations.
Analysis of prototype soil-nailed retaining wall
Authors: Srinivasa Murthy B. R. , Sivakumar Babu G. L. , Srinivas A.
Published: November 2009

Two 5·0 m high soil-nailed permanent retaining walls, as part of a subway underneath a busy national highway, have been designed and constructed at the Indian Institute of Science, Bangalore. The walls were designed using conventional methods of analysis, and constructed with two different types of facing and spacing. A field pullout test was conducted, and the internal stability of the nails was assessed. The results of the pullout test were used to back-calculate the soil parameters from numerical simulations, and the stability of the walls is examined. The paper describes the actual construction as well as modelling features such as simulation of excavation, installation of nails and construction of facing element, and presents the results of numerical simulations using FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua) on the behaviour of soil-nailed retaining walls.

Deux murs de soutènement permanents, de 5 m de haut et cloués dans le sol, faisant partie d'un passage souterrain aménagé sous une route nationale très empruntée, ont été conçus et construits à l'Institut de la Science de Bangalore en Inde. Ces murs ont été conçus en utilisant des méthodes d'analyse conventionnelles et construits avec deux types différents de revêtement et d'espacement. Nous avons mené un essai de décrochage sur le terrain et nous avons évalué la stabilité interne des clous. Les résultats de l'essai de décrochage ont été utilisés pour calculer de manière rétroactive les paramètres de sol d'après les simulations numériques; la stabilité des murs est également étudiée. Cet exposé décrit les caractéristiques de la construction réelle ainsi que celles des maquettes, comme la simulation d'excavation, l'installation de clous et la construction de l'élément de revêtement; il présente les résultats des simulations numériques en utilisant le code FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua) sur le comportement de murs de soutènement cloués dans le sol.
Elastoplastic analysis of pull-out resistance of soil nails in dilatant soils
Authors: Luo S. Q. , Tan S. A. , Cheang W. , Yong K. Y.
Published: November 2009

Soil dilation has significant effects on soil nail pull-out resistance. The dilation mechanism around a horizontal soil nail is analysed in this paper by treating the soil as a linear elastic–perfectly plastic material, using a non-associated Mohr–Coulomb yield criterion. Using this approach, closed-form solutions for calculation of the average compression stresses on the soil nail surface are obtained. This analysis theoretically explains a phenomenon commonly observed in experimental and field tests of dilation effects on soil nail pull-out resistance. It also explains why the apparent friction coefficient inclusive of the dilation effect is higher than the soil internal friction coefficient, but the apparent friction coefficient decreases with the increase of the soil overburden pressure and soil nail diameter. The conditions where the analytical approach can be applied are discussed. The theoretical predictions are compared with test results with good agreement, giving support to its validity.

La dilatation des sols a des effets significatifs sur la résistance des clous de sol à l'extraction. Nous analysons dans cet exposé le mécanisme de dilatation autour d'un clou de sol horizontal en traitant le sol comme matière linéaire élastique parfaitement plastique et en utilisant un critère d'élasticité Mohr-Coulomb non associé. En utilisant cette méthode, nous obtenons des solutions de forme fermée pour le calcul des contraintes de compression moyennes sur la surface du clou de sol. Cette analyse explique théoriquement un phénomène communément observé dans les essais expérimentaux et les essais sur le terrain, celui des effets de la dilatation sur la résistance à l'extraction d'un clou de sol. Elle explique aussi pourquoi le coefficient de friction apparent inclusif de l'effet de dilatation est plus élevé que le coefficient de friction interne du sol mais le coefficient de friction apparent diminue à mesure qu'augmentent la pression de surcharge du sol et le diamètre du clou. Nous discutons des conditions dans lesquelles la méthode analytique peut être appliquée. Nous obtenons une bonne concordance en comparant les prévisions théoriques avec les résultats des essais, ce qui confirme la validité de cette méthode.
The stability of soil slopes stabilised with vegetation
Authors: Operstein V. , Frydman S.
Published: November 2009

This is the third and final paper describing a research project, carried out at the Technion in Israel, to study the influence of plant roots on the stability of slopes. The two previous papers described earlier stages of the research, in which root and soil properties were established, and the reliability of the numerical scheme, based on the use of the finite difference code FLAC, was checked. The present paper uses the previous results as a basis for analysing the stability of root-reinforced chalky slopes under various conditions. It is demonstrated that the stability analysis of root-reinforced slopes must consider the roots as individual elements, and take account of their properties, as well as their interaction with the surrounding soil. Use of the ‘equivalent layer ’ approach, in which the reinforced soil is replaced by an equivalent soil with strength properties obtained from laboratory shear tests, is likely to be significantly non-conservative. The influence of root inclination is studied, and it is shown that vertical roots do not contribute significantly to slope stability, whereas a considerable contribution is provided by roots that are perpendicular to the slope face. The numerical scheme may be used for the analysis of more complex soil-root interaction problems.

Cet exposé est le troisième et le dernier d'une série décrivant un projet de recherche réalisé au Technion en Israël, afin d'étudier l'influence des racines de plantes sur la stabilité des pentes. Les deux précédents exposés décrivent les premières phases de la recherche, phases au cours desquelles les propriétés des racines et du sol ont é té é tablies et la fiabilité de la formule numérique, basée sur l'utilisation du code de différence finie FLAC, aété vérifiée. Cet exposé utilise les précédents résultats comme base pour analyser la stabilité, dans diverses conditions, des pentes crayeuses renforcées par des racines. Nous démontrons que l'analyse de stabilité des pentes renforceées par des racines doit considérer les racines en tant qu'éléments individuels et tenir compte de leurs proprieétés ainsi que de leur interaction avec le sol environnant. L'utilisation de la méthode ‘couche é quivalente’ dans laquelle le sol renforcé est remplacé par un sol é quivalent, dont les propriétés de résistance ont é té déterminées à partir d'essais de cisaillement en laboratoire, sera probablement non conventionnelle. Nous é tudions l'influence de l'inclinaison des racines et nous montrons que les racines verticales ne contribuent pas de manière significative à la stabilité des pentes alors que les racines perpendiculaires à la face de la pente ont une action considérable. La formule numérique pourra être utilisé pour l'analyse de problèmes d'interaction sol-racines plus complexes.
Experimental evaluations of stabilisation methods for sulphate-rich expansive soils
Authors: Puppala A. J. , Wattanasanticharoen E. , Punthutaecha K.
Published: November 2009

In this paper, Class F fly ash, sulphate-resistant cement, ground granulated blast furnace slag (GGBFS) and lime mixed with fibres are evaluated as potential stabilisers in enhancing the strength and volume change properties of soft, expansive and sulphate-rich soils. As part of the research evaluation, a comprehensive laboratory experimental programme was designed and conducted on four different subgrade soils. Two dosage levels of each stabiliser and three curing periods were investigated. Strength and volume change behavioural tests, including unconfined compressive strength, vertical swell, linear shrinkage and Atterberg tests, were conducted on both control and stabilised soils. Test results showed that the sulphate-resistant cement and lime mixed with fibres provided the most effective stabilisation on all four soils. Both fly ash and GGBFS stabilisation methods provided average-to-moderate improvements in soil properties. Statistical ANOVA analysis of variance on all test results indicated that the effectiveness of all four stabilisation methods is statistically significant. Mechanisms that influence each soil property variation due to chemical treatments, dosage levels and curing periods are explained. Additionally, cost comparisons among the stabilisers are presented.

Dans cet exposé, nous avons évalué le potentiel stabilisant de la cendre volante de classe F, du ciment résistant au sulfate, du sable de laitier broyé (GGBFS) et de la chaux mélangée à des fibres pour améliorer la résistance et les propriétés de changement volumique des sols tendres, expansifs et riches en sulfate. Dans le cadre de cette étude, nous avons mis au point un programme complet d'essais en laboratoire, essais menés sur quatre sols différents de fond de forme. Nous avons étudié deux niveaux de dosage pour chaque stabilisateur et trois périodes de traitement. Nous avons fait des essais Atterberg et des essais de comportement pour la résistance et le changement volumique avec essais de résistance à la compression libre, de gonflement vertical et de retrait linéaire sur des sols étalon et des sols stabilisés. Les résultats ont montré que le ciment résistant au sulfate et la chaux mélangée à des fibres donnaient la stabilisation la plus efficace sur les quatre sols. Les méthodes de stabilisation à la cendre volante et GGBFS ont donné des améliorations moyennes à médiocres des propriétés du sol. Les analyses statistiques ANOVA sur tous les résultats des essais ont indiqué que l'efficacité des quatre méthodes de stabilisation était signifiante statistiquement. Nous expliquons les mécanismes qui influent sur chaque variation de propriété des sols due aux traitements chimiques, aux niveaux de dosage et aux temps de traitement. De plus, nous présentons des comparaisons de coûts entre divers stabilisateurs.
The effects of silica fume in cement grouting
Authors: Akbulut S. , Saglamer A.
Published: November 2009

To ensure more successful grouting, it is often necessary to improve the physical properties and fluidity of cement grouts by using industrial by-products such as silica fume and fly ash. This paper evaluates the use of silica fume in soil grouting. The properties of grouts with different silica fume proportions and water/solid ratios were determined, and then these grout mixtures were injected into soil samples prepared with different relative densities. Unconfined compression strength tests indicated that the use of this admixture in the grout improved the compressive strength of the grouted soil samples. It was also observed that silica fume has the important effect of increasing the soil strength because of its pozzolanic and ultra-fine structure, as the silica-fume-grouted samples were compared with cement-grouted samples.

Il est toujours nécessaire d'améliorer, pour une injection réussie de sol, les propriétés de physique et de fluidité des malaxages de ciment en utilisant les produits industriels dérivés comme la fumée siliceuse et la cendre volante. Le but de cet article est de rechercher l'utilisation de la fumée siliceuse dans l'injection de sol. Dans ce travail, nous avons préparé, premièrement, Ies malaxages d'eau, de fumée siliceuse, et de ciment en proportions différentes, et puis, nous les avons injectés dans les exemplaires de sol, ayant tin caractère relative. Les résultats des exemplaires injectés, subis à un test de compression libre, ont montré que la fumée siliceuse a augmenté la solidité de compression. Nous avons donc compare les résultats des exemplaires, injectés La fumée siliceuse avec ceux des exemplaires. Injectés le ciment, et nous avons constate que la fumée siliceuse, à cause de sa finesse et de sa structure pozzolanique, joue un rôle important dans l'injection de sol.
Ground improvement in transportation projects: from old visions to innovative applications
Authors: Munfakh G. A.
Published: November 2009

The use of ground improvement in transportation projects is studied through its application to the four main systems of transportation: surface, underground, marine and air. The ground improvement methods applied involve densification, consolidation, weight reduction, reinforcement, chemical treatment, thermal stabilisation and biotechnical stabilisation. Improvement of the weak soils provided increased bearing capacity, settlement control, lateral stability, environmental control and liquefaction resistance. Included in the paper are visions of ancient builders as well as modern innovative applications of a variety of ground improvement techniques.

Nous étudions l'utilisation des améliorations de sol dans la construction d'infrastructures de transport, en l'appliquant aux quatre moyens de transport principaux: surface, sous terre, par mer, par air. Les méthodes d'amélioration des sols appliquées sont la densification, la consolidation, l'allégement, le renfort, le traitement chimique, la stabilisation thermique et la stabilisation biotechnique. L'amélioration des sols faibles leur donne une capacité porteuse accrue, un contrôle du tassement, une stabilisation latérale, un contrôle environnemental et une résistance à la liquéfaction. Dans cet exposé, nous rappelons aussi les techniques des anciens bâtisseurs et certaines applications modernes novatrices d'une variété de techniques d'amélioration.
Behaviour of geocell-reinforced sand beds under circular footing
Authors: Dash S. K. , Sireesh S. , Sitharam T. G.
Published: November 2009

Laboratory model test results for the bearing capacity of circular footings supported by geocell-reinforced sand beds are presented. Footing load–settlement response, deformations at the fill surface, strains in the geocell wall and pressure distributions below the geocell mattress were measured. The test results demonstrate that significant performance improvement can be obtained in terms of both increased bearing capacity and reduced surface deformation by providing geocell reinforcement in the sand bed. Pressure measurements indicate that the footing pressure is redistributed more uniformly over a wider area on the subgrade soil, indicating that the geocell-reinforced sand bed behaves as a composite mass.

Nous présentons ici les résultats d'essais effectués sur une maquette de laboratoire pour trouver la capacité porteuse d'assises circulaires soutenues par des lits de sable renforcés aux géocellules. Nous avons mesuré la réponse de ces assises au tassement sous charge, aux déformations de la surface du remblai, aux contraintes présentes dans le mur de géocellules et aux distributions de la pression en dessous du matelas de géocellules. Les résultats des essais ont montré qu'il est possible d'améliorer considérablement la performance, en terme d'accroissement de la capacité porteuse et de réduction de la déformation de surface, en ajoutant un renfort géocellulaire dans le lit de sable. Les mesures de pression indiquent que la pression des assises est redistribueè plus uniformément sur une surface plus grande de fond de forme, ce qui indique que les lits de sable renforcés aux géocellules se comportent comme une masse composite.
Development of a pneumatic flow mixing method and its application to Central Japan International Airport construction
Authors: Kitazume M. , Satoh T.
Published: November 2009

A pneumatic flow mixing method has been developed for sea reclamation and land development, in which dredged clay is mixed with a relatively small amount of cement in a transporting pipe. The soil mixture forms several separated mud-plugs in the pipe, and is thoroughly mixed by means of turbulent flow during the transporting. The mixture, transported and deposited at the reclamation site, rapidly gains relatively large strength, so that no additional soil improvement is usually required. This method is expected to provide economical and rapid construction for sea reclamation, and is being applied to the construction of a man-made island for Central Japan International Airport in Nagoya. The construction project started in 2001 and will be completed in 2005, by about 8·2 million m3 of dredged soil will have been stabilised by the method. In this paper, the mechanical properties of the treated soil, the method of execution, and its application to the airport construction project are described in detail.

Récemment, une méthode de mixage pneumatique a été mise au point pour reprendre des terrains sur la mer et les développer : l'argile draguée est mélangée avec une quantité relativement faible de ciment dans une conduite de transport. La mixture de sol forme plusieurs bouchons de boue séparés dans le tuyau, mixture qui se trouve bien mélangée au moyen d'un écoulement turbulent pendant le transport. Le mélange, transporté et déposé sur le site récupéré, gagne rapidement une résistance relativement élevée si bien qu'aucune amélioration supplémentaire du sol n'est en principe nécessaire. Cette méthode devrait permettre de construire rapidement et économiquement sur les terrains récupérés; elle est utilisée dans la construction d'une île artificielle pour l'aéroport international de Nagoya au Japon. Le chantier a commencé en 2001 et les travaux devront s'achever en 2005. D'ici là, près de 8,2 millions de mètres cubes de sol dragué auront été stabilisés par cette méthode. Dans cet article, nous décrivons en détail les propriétés mécaniques du sol traité, la technique d'exécution de la méthode et son application à la construction de l'aéroport.
Laboratory study of an epoxy resin grouted sand
Authors: Anagnostopoulos C. , Hadjispyrou S.
Published: November 2009

It is generally accepted that only chemical grouts or solutions are available to penetrate and fill narrow joints or soils with very small pore size. Over the last 30 years a few hundred different compounds have been used for this purpose. Such materials show a wide spectrum of properties. Epoxy resins are among the compounds that are commonly used in chemical grouting because of their high strength and durability against mechanical or physical erosion. In this paper the improvement of the physical and mechanical properties of fine sand injected with a watersoluble two-component epoxy resin is investigated. The experiments were carried out using either epoxy resin only («one-shot process’), or in combination with sodium silicate (‘two-shot process’). For this reason, two epoxy resin solutions were employed. One was thick, with a water/ resin (W/R) ratio of 1; the other was more dilute, with W/R of 2. The grouting was performed through 10 cm diameter columns, filled with siliceous sand with a particle size distribution of 0·149–2·38 mm and 0·076–2·38 mm. For the two-shot grouting, two solutions of sodium silicate were used, with sodium silicate/water ratios of 3 and 2 respectively. The results of a comparison between the above two processes show that the compressive strength of injected sand specimens of the one-shot process is lower than that of the two-shot process. The permeability and porosity of the sand were lowered much more in the first case.

Il est généralement admis que seuls des ciments ou des solutions chimiques peuvent pénétrer et remplir des joints étroits ou des sols à trés petits pores. Depuis 30 ans, quelques centaines de compounds différents ont été utilisés dans ce but. Ces matériaux montrent un vaste spectre de propriétés. Les résines époxydes sont parmi les compounds qui sont les plus couramment utilisés pour la cimentation chimique en raison de leur grande résistance et durabilité contre l'érosion mécanique ou physique. Dans cet exposé, nous étudions l'amélioration des propriétés physiques et mécaniques d'un sable fin injecté de résine époxyde bicomposant soluble dans l'eau. Les expériences ont été effectués en utilisant soit une résineé poxyde seule (‘injection simple’). Pour cette raison, deux solutions de résines époxydes ont été employées. L'une était épaisse, avec un rapport eau-résine de l, l'autre était plus dilueé avec un rapport eaux-résine de 2. La cimentation a été faite par des colonnes de 10 cm de diamétre, remplies de sable siliceux avec une distribution de dimensions de particules de 0,149-2,38 mm et 0,076-2,38 mm. Pour la cimentation à injection double, deux solutions de silicate de sodium ont été utilisées, avec des rapports silicate-eau de 3 et de 2 respectivement. Les résultats d'une comparaison entre les deux processus susmentionnés montrent que la résistance à la compression des spécimens de sable injectés par injection simple est plus basse que celle de l'injection double. La perméabilité et la porosité du sable étaient bien plus basses dans le premier cas.