The Shear Strength Properties of Calcium Illite
Authors: Olson Roy E. 
Published: October 2009

Synopsis

The shearing properties of a chemically purified calcium illite were studied using consolidated-undrained triaxial tests with pore-water pressures measured. Tests were performed on artificially sedimented samples and on samples remoulded at a liquidity index of 0·56.

The effective stress failure envelope was found to be nearly independent of the voids ratio. The remoulded samples had much lower void ratios than the sedimented samples but the failure envelopes were similar. The remoulded samples were slightly stronger when the peak (σ1 – σ3) was used to define failure but the sedimented samples were stronger when failure was defined at peak (σ1,/σ3). The effect of overconsolidation varied with the failure criterion and whether the samples were remoulded or sedimented. When peak (σ1/σ3) was used to define failure the effective stress failure envelope was found to be unique, being independent of the degree of overconsolidation and of the initial water content of the sample and therefore independent of voids ratio. The pore-water pressures were markedly higher for sedimented samples at all degrees of over-consolidation. The stress-strain properties of the remoulded and sedimented samples also differed.

The shearing characteristics are explained in terms of the soil structure. The soil structure analysis was based on observations of drying cracks, and on shrinkage limit and X-ray diffraction studies.

Les caractéristiques de cisaillement d'illite de calcium purifié chimiquement ont été étudiées grâce á des essais triaxiaux consolidés a teneur en eau constante en mesurant les pressions d'eau interstitielles. Les essais ont été faits sur des échantillons á sédimentation artificielle et des échantillons remoulés á un index de liquidité de 0·56.

L'enveloppe de rupture de contrainte effective s'est révélée presque indépendante de l'indice de vide. Les échantillons remoulés, avaient des indices de vide bien inferieur que les échantillons sédimentés, mais les enveloppes de rupture étaient pareilles. Les échantillons étaient légérement plus solides quand on a employé la valeur de pointe (σ1 – σ3) pour déterminer la rupture mais les échantillons sédimentés étaient plus solides lorsque la rupture étaient determinée á valeur de pointe ((σ1/σ3) L'effet de surconsolidation variait avec le critere de rupture et selon que les échantillons étaient remoulés ou sédimentés. Lorsque la valeur de pointe (σ1/σ3) était employée pour déterminer la rupture, l'enveloppe de rupture de contrainte effective s'est révélée unique, étant independante du degré de surconsolidation et de la teneur en eau initiale de l'échantillon et par conséquent indépendant de l'indice de vide. Les pressions de l'eau interstitielle étaient nettement plus élevées pour les échantillons sédimentes á tous les degres de surconsolidation. Les propriétés déformation-contrainte des échantillons remoulés et sédimentés variaient aussi.

Les caractéristiques de cisaillement sont expliquées en termes de structure du sol. L'analyse de structure du sol était basée sur les observations de fissure en train de sécher, et sur les études de limite de retrait et de diffraction des rayons X.