bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Energy Components During the Triaxial Cell and Direct Shear Tests
Authors: Rowe P. W. , Barden L. , Lee I. K.
Published: October 2009

Synopsis

The components of energy loss during a triaxial cell test are examined critically. It is shown that the stress dilatancy equation may be derived by inserting a modified cell pressure into the Bishop energy correction. The physical reason for this is discussed and the correct solution is derived in three different ways. In view of this correlation with previous thought the components of the Roscoe energy balance are discussed.

The stress dilatancy equation for the triaxial cell extension test is also derived, making use of energy components. The expression for the rate of internal work absorbed in friction due solely to dilation in a direct shear is shown to be similar in form to that in the triaxial cell test.

Les composantes de perte d'énergie pendant un essai de cellule triaxial sont examinées critiquement. On montre que l'équation de dilatabilité des contraintes peut être dérivée en insérant une pression de cellule modifiée dans la correction d'énergie de Bishop. La raison physique de cette opération est discutée et la solution exacte est dérivée de trois manières différentes. En raison de cette corrélation avec l'opinion précédente les composantes de l'équilibre d'énergie de Roscoe sont discutées.

L'équation de dilatabilité des contraintes pour l'essai de dilatation de la cellule triaxiale est aussi dérivée, en faisant usage des composantes d'énergie. L'expression pour la proportion de travail interne absorbée par le frottement uniquement dû à la dilatation dans un cisaillement direct, est représentée comme étant semblable comme forme à celle de l'essai de cellule triaxiale.
The Moisture Characteristics, Composition and Structural Analysis of a Red Clay Soil from Nyeri, Kenya
Authors: Coleman J. D. , Farrar D. M. , Marsh A. D.
Published: October 2009

Synopsis

Laboratory studies have shown that a red clay soil from Nyeri, Kenya, (which occurred immediately beneath the top soil and was seasonally air dried in situ) possessed unusual properties, including an excessively high moisture sorption, increase in index values with prolonged mixing and abnormally low optimum dry density for B.S. compaction. The explanation of these properties is shown in this Paper to lie in the mineralogy and structure of the soil, and by use of colour studies it is shown that the meta-halloysite and quartz in the soil are coated overall and cemented with haematite.

In the Appendix, brief consideration is given to a mechanism of formation of the red clay soil from basalt, and it is shown that this mechanism is consistent with the known geological estimates of the age of the soil.

Des études de laboratoire ont montré qu'un sol d'argile rouge de Nyeri, Kenya (qui se trouvait immédiatement au-dessous du sol supérieur et était séche à l'air et sur place pendant la saison), possédait des propriétés peu communes, comprenant une absorption excessivement élevée d'humidité, augmentation des valeurs d'index avec mélange prolongé et densité sèche optimum anormalement basse pour compacité B.S. L'explication de ces propriétés est indiquée dans cette communication comme due à la minéralogie et structure du sol, ct par l'emploi d'études de couleurs on a démontré que le métahalloysite et le quartz dans le sol sont complètement recouverts et cémentés avec de l'hématitc.

Dans l'appendice, une considération brève est donnée à un mécanisme de formation du sol d'argile rouge provenant du basalte, et il est démontré que ce mécanisme est consistant avec les estimations géelogiques connues de l'âge du sol.
The Analysis of the Stability of General Slip Surfaces
Authors: Morgenstern N. R. , Price V. E.
Published: October 2009

Synopsis

Within the framework of limit equilibrium methods of stability analysis, no restriction need be placed at the outset upon the shape of the possible slip surface. In many cases, the critical surface may deviate significantly from a circle or a plane and therefore a method that facilitates the analysis of surfaces of arbitrary shape is of interest. A method for doing this is presented. The assumptions necessary to make the problem statically determinate are discussed. The solution of the governing equations ensures that all equilibrium and boundary conditions are satisfied. The method has been programmed for a digital computer and some examples of its application are given. Comparisons are also made with other methods of analysis.

Dans la cadre des méthodes d'équilibre limite d'analyse de stabilité, il n'y a pas besoin d'imposer de restrictions au départ sur la forme de la surface de glissement éventuelle. Dans bien des cas, la surface critique peut dévier d'une manière significative d'un cercle ou d'un plan at par conséquent une méthode qui facilite l'analyse des surfaces de formes arbitraires présente un intérêt. On présente une méthode pour accomplir cela. On discute des hypothèses nécessaires pour que le problème soit déterminé au point de vue de la statique. La solution des équations dominantes garantit que toutes les conditions d'équilibre et de limite soient satisfaites. La méthode a été programmée pour une calculatrice digitale et on donne quelques examples de ses applications. D'autres méthodes d'analyse y son comparées.
The Compressibility of an Air/Water Mixture and a Theoretical Relation Between the Air and Water Pressures
Authors: Schuurman Ir. E.
Published: October 2009

Synopsis

Until now the compressibility of a water/air mixture has been calculated with the aid of Boyle's law and Henry's law of solubility; it has been assumed that the air and water pressures of the mixture were the same. The present treatment refers only to degrees of saturation in excess of 85% where the air is assumed to be present in the form of bubbles. It is necessary to take into account the surface tension between air and water in the calculation of the compressibility of the mixture.

Also using the surface tension and the above laws it is possible to obtain a relation between air and water pressures. Formulae are given by which it is possible to predict the water pressure of partly saturated clay samples in the triaxial cell under different stress conditions.

Jusqu'à maintenant la compressibilité d'un mélange air et eau avait été calculée en utilisant la loi de Boyle et la loi de Henry régissant la solubilité. On prenait comme hypothése que la pression de l'air était égale à la pression d'eau dans le mélange. L'essai présent rend compte seulement du degré de saturation plus que 85%; il est assumé quele mélange consiste non pas de deux phases bien distinctes, mais d'une série de bulles d'air distribuées dans le liquide. On doit tenir compte des forces de tension de surface pour calculer la compressibilité du mélange.

Ainsi tenant compte des forces de tension de surface et des lois précédemment mentionées, on peut établir une relation entre la pression de l'air et la pression de l'eau. L'article donne les formules qui permettent de prédire la pression interstitielle d'échantillons d'argiles partiellement saturées dans un essai triaxial.
The Geometry of Discontinuities and Slope Failures in Siwalik Clay
Authors: Fookes Peter G. , Wilson D. Dene
Published: October 2009

Snyopsis

During their geological past, the clay and sand-stone beds of the Siwalik System, Northwest Pakistan, have been affected by various tectonic forces. Compressive stresses have folded the bed-rock and left a print of common geological structural discontinuities such as faults, joints, shear zones and fissures. These structures form planar surfaces which can readily be studied and classified by simple geological field techniques. Under certain conditions the form of failures in the clays, and occasionally the sandstones, of the Siwaliks is governed by the geometry of these existing surfaces within the bedrock. The geometry of the discontinuities is discussed in Part 1 and slope failures in Part 2, together with case histories given to illustrate three principal geometric types.

Au tours de leur passé géologique, les couches argileuses et gréseuses du Systéme Siwalik, au Pakistan du Nord-Ouest, ont été affectées par diverses forces tectoniques. Des contraintes de compression ont plié le fond rocheux et laissé une empreinte de discontinuités structurales géologiques ordinaires telles que des failles, des joints, des zones de cisaillement et des fissures. Ces structures forment des surfaces planes qui peuvent être étudiées facilement et classées par de simples techniques géologiques sur place. Dans certaines conditions, la forme des ruptures dans les argiles et occasionnellement les grés des Siwaliks est gouverée par la géométric de ces surfaces pré-existant dans le fond rocheux. La géométrie des discontinuités est discutée dans la partie 1 et les ruptures de talus dans la partie 2, ainsi que l'exposé d'exemples donnés pour illustrer trois types géométriques principaux.
Anisotropy of Granites: A Reflection of Microscopic Fabric
Authors: Douglass P. M. , Voight B.
Published: October 2009

Synopsis

The Paper contains the results of an inquiry into the mechanical anisotropy of granites from three North American localities. An assumption of an ellipsoidal distribution of elastic moduli was found to be justified: the data suggest that the orthotropic elastic idealization may be suitable provided that non-linearity is accounted for. Engineering pre- dictions for these rocks, if based on the idealization of linear isotropic behaviour, could lead to serious error.

It was of interest to discover through microscopic fabric analysis that the interpreted cause of both non-linear and anisotropic behaviour was mechanistically the same, i.e. an effect produced by small preferentially orientated cracks. For all cases tested, directions of high compliance and low cleavage resistance could be related to micro- fractures in quartz grains. Observations of this fabric element can provide a rapid and inexpensive method for evaluating the anisotropy of the granitic rock mass.

Cet exposé contient les résultats d'une enquête relative à l'anisotropie mécanique des granites dans trois localités de l'Amérique du Nord. Une supposition de distribution ellipsoïdale des modules élastiques s'est révélée être justifiée; les donneés suggrènt que l'idéalisation élastique orthotropique peut convenir à condition que la nonlinéarité puisse être expliquée. Les prévisions mécaniques relatives à ces roches, si elles sont basées sur l'idéalisation du comportement isotrope, peuvent mener à des erreurs importantes.

Il a été intéressant de découvrir au moyen de l'analyse de la texture microscopique que la cause expliquée du comportement non-linéaire ainsi que du comportement anisotropique était mécaniquement la même, c'est à dire un effet produit par de petites fissures à orientation préférentielle. Dans tous les cas soumis à des essais. les directions d'une conformation élevée et d'une résistance au clivage faible pouvait être rapportée au micro-cassures dans les grains de quartz. Des observations portant sur cet élément de la texture peuvent fournir une méthode rapide et peu coûteuse pour l'évaluation de l'anisotropie de la masse rocheuse granitique.
Soil Deformation Rates and Activation Energies
Authors: Andersland O. B. , Douglas A. G.
Published: October 2009

Synopsis

The viscous flow of dilute soil–water mixtures and the steady state creep of consolidated soil samples were studied in the determination of the free energy of activation by application of the absolute reaction rate theory. The Sault St Marie clay used was treated to remove carbonates and then divided into three batches which were saturated with lithium, sodium or potassium ions. Portions of these samples were dehydrated and then saturated with non-polar carbon tetrachloride.

The viscosity of the soil–water mixtures was a function of the concentration of solids and the nature of the adsorbed ions. The highly hydrated lithium ion caused the more rapid increase in viscosity because of the larger effective size. The free energy of activation of the dilute soil suspensions was independent of solids' concentration and equal to that of pure water. The flow mechanism was that of free water and the isolated clay particles made no contribution to the free energy.

Creep tests on consolidated clay samples conducted at a constant temperature and several axial load increments gave a free energy of activation equal to about 28 kcal/mol. This value, independent of the adsorption complex, and a flow volume equal to about 1·7 cu. Å suggested that the bonding mechanism was in the form of ionic bonds at points of direct mineral to mineral contact.

L'écoulement visqueux des mélanges d'eau et de sol dilués et le fluage à l'état permanent des échantillons de sols consolidés furent étudiés pour l'établissement de l'énergie libre d'activation par l'application de la théorie du taux de réaction absolu. L'argile de Sault-Sainte-Marie qui fut utilisée fut traite'e pour en retirer les carbonates et ensuite divisée en trois lots qui furent saturés d'ions de lithium, de sodium on de potassium. Des portions de ces échantillons furent déhydratées et ensuite saturées de tétrachlorure de carbone non polaire.

La viscosité des mélanges d'eau et de sol était une fonction de la concentration des solides et de la nature des ions adsorbés L'ion de lithium fortement hydraté a causé l'accroissement plus rapide de la viscosité par suite de la dimension effective plus importante. L'énergie d'activation libre des sols en suspensions diluées était indépendante de la concentration des solides et égale à celle de l'eau pure. Le mécanisme d'écoulement était celui de l'eau libre et les particules d'argile isolées ne contribuaient pas à l'énergie libre.

Les essais de fluage effectués sur des échantillons d'argile consolidée faits à température constante et plusieurs accroissements de charge axiale fournirent une énergie d'activation libre égale à environ 28 kcal/mol. Cette valeur, indépendante du complexe d'adsorption, et un volume d'écoulement égal à environ 1,7 Å3 a fait penser que le mécanisme d'adhérence se présentait sons la forme d'adhérences ioniques à des points de contact direct d'un minéral avec un autre.
Cisaillement in situ D'un Massif de Sol Heterogene
Authors: Fagnoul A. , Bonnechere F.
Published: October 2009

Resume

Afin d'étudier la résistance au cisaillement d'un massif hétérogène (Kaolin, Phyllades, quartzites et quartzophyllades) devant servir d'assise à une digue en terres, deux essais ont été réalisés in situ sur d'importants blocs d'essai (3 × 5 × 6 m environ). Le Procédé est décrit et les résultats obtenus sont comparés à des mesures obtenues en laboratoire sur échantillons remaniés et non remaniés. La Portée de tels essais est brièvement discutée.

To determine the shear resistance of a heterogeneous mass (Kaolin, Phyllites, quartzites and quartzophyllites), two tests were run in situ on large-sized specimens (about 3 × 5 × 6 m). A test method is described and results are compared with measurements from laboratory tests on undisturbed and disturbed samples. The value of such tests is discussed briefly.
Plane strain behaviour of remoulded normally consolidated kaolin
Authors: Hambly E. C.
Published: October 2009

The results of eighteen plane strain tests performed on saturated remoulded normally consolidated kaolin in the biaxial apparatus are presented. A wide variety of effective stress paths were imposed which included an initial phase of one-dimensional or two-dimensional consolidation from a slurry, followed by a shear stage in which the principal stress ratio was either increased or decreased with interchange of the principal strain axes. The Paper reports the reduction in the compressibility of the sample during consolidation, subsequent to a change of the principal axis of strain, and illustrates the wide range of the stress-strain relationship observed for the different stress paths. An approximate correlation between the strain increments and stress increments applied to the samples is shown. Finally the observations are compared with the predictions of the generalized elastic-plastic theory developed at Cambridge.

On présente les resultats de dix huit essais de déformation plane effectués dans l'appareil de contraintes biaxiales sur des échantillons de kaolin saturés, remoulés, consolidés normalement. On a étudié une grande variété de trajectoires de contrainte effective, y compris une phase initiale de consolidation uni- ou bidimensionelle à partir d'une suspension, suivie d'une phase de cisaillement dans laquelle le rapport des contraintes principales a été augmenté ou diminué par permutation des axes de déformations principales. La Communication décrit la réduction de la compressibilité de l'echantillon que l'on observe après un changement de la direction principale de déformation et illustre la grande variété de relations contrainte-déformation pour les diverses trajectoires de contraintes. On montre qu'il y a une corrélation approximative entre les incréments de déformation et les incréments de contrainte appliquée aux échantillons. Enfin on compare les observations aux prédictions obtenues au moyen de la théorie générale plastique élastique qui a été developpée à Cambridge.
Bending of an infinite beam resting on a porous elastic medium
Authors: Selvadurai A. P. S.
Published: October 2009

The theories of classical continuum mechanics ignore the microstructure a material may possess in its elemental volume. Results obtained from such a theory for the forces, displacements, stresses, etc., are representative of average values over regions, the dimensions of which are large on the scale of the internal structure. It is then foreseeable that for materials with a dominant internal structure such as porous, granular, fibrous or laminated media under certain loading conditions, the classical theories will fail to give meaningful results.

In recent years, numerous concerted efforts have been directed towards the development of continuum theories which describe the role of microstructure in material behaviour. In the simplest form of a micromorphic elastic material a consideration of its microstructure requires the introduction of two new material constants, in addition to the classical Lamé constants, one of which has dimensions of length. The presence of this new material constant makes it possible to introduce the effects of the internal structure or size effects which are unrecognized in the classical theory. It is shown that the response of the micromorphic elastic continuum closely resembles that of an idealized porous elastic medium. A solution is presented to the problem of an infinite beam resting on such a medium.

Les théories classiques de la mécanique du milieu continu ne tiennent pas compte de la microstructure des matériaux à l'échelle de l'élément de volume. Les résultats que l'on obtient par l'application de ces théories au calcul des forces, déplacements, contraintes etc., représentent des valeurs moyennes sur des régions de grande dimension par rapport à l'échelle de la structure interne. On peut donc prévoir que ces théories classiques ne pourront donner de résultats valables sous certaines conditions de charge dans le cas des matériaux ayant une structure interne préponderante, tels que les milieux poreux, granulaires, fibreux ou à lamelles.

Au tours des dernières années, de nombreuses recherches ont été consacrées au développement de théories du milieu continu décrivant le rôle de la microstructure dans le comportement des matériaux. Sous la forme la plus simple d'un matériau élastique à structure fine, pour tenir compte de sa microstructure, il faut introduire en plus des constantes classiques de Lamé deux nouvelles constantes dont l'une a la dimension d'une longueur. La présence de cette nouvelle caractéristique de matériau rend possible I'introduction des effets de structure interne ou d'effets de dimension qui sont ignorés dans la théorie classique. On montre que la réponse du milieu continu élastique à structure fine est similaire à celle d'un milieu élastique poreux idéal. On présente une solution du problème d'une poutre infinie reposante sur un tel milieu.
An upper bound value for Φf in the stress–dilatancy equation
Authors: Procter D. C.
Published: October 2009

Rowe's stress–dilatancy theory is reviewed together with Horne's general analysis of a random assembly of sliding particles. Horne's ideal model is described and modified in the light of Rowe's original work. The modified model is used to propose sliding mechanisms for particulate assemblies deforming under axisymmetric and plane strain conditions. These mechanisms lead to quantitative upper and lower bound values for the ‘modified’ interparticle friction angle Φf in terms of the ‘basic’ interparticle friction angle Φμ. The analysis also suggests that Φcv, the Coulomb angle of shearing resistance at constant volume, is not a fundamental material parameter, but a complex function of Φμ and the applied boundary conditions.

On examine la théorie de Rowe sur la dilatance sous contrainte à partir de l'analyse générale de Horne sur les assemblages au hasard de particules en état de glissement. On décrit et on modifie le modèle idéal de Horne en fonction des travaux originaux de Rowe. On se sert du modèle modifié pour proposer des mécanismes de glissement pour les assemblages de particules qui se déforment dans les conditions de déplacements plans à symétrie axiale. Ces mécanismes conduisent à des fourchettes inferieures et supérieures de l'angle de friction interparticulaire ‘modifie’ Φf en fonction de l'angle de friction interparticulaire ‘élémentaire’ Φμ. Cette analyse suggère également que l'angle de frottement de Coulomb pour le cisaillement à volume constant, Φcv, n'est pas un paramètre fondamental du matériau, mais une fonction complexe de Φμ, et des conditions aux limites existantes.
The in situ wedge shear test—a new technique in soil testing
Authors: Mirata T.
Published: October 2009

Available methods for measuring the undrained shear strength parameters of unsaturated soils in situ are either too involved or inadequate for stiff clays.

In this Paper a series of simple devices and a method of test are presented whereby a wedge of the in situ soil is sheared by means of a single hydraulic jack. By altering the inclination of the failure plane to the direction of loading, the ratio of shear strength to normal stress on the failure plane can be varied for an unsaturated soil, and a shear strength envelope in terms of total stresses obtained over about the same range of normal stresses as in a critical slope of the soil being tested. The test may also be used for saturated soils.

The undrained shear strength parameters measured in such tests have been used in a total stress type of stability analysis for the calculation of the factor of safety of three failed slopes in the partly saturated, stiff, fissured Ankara Clay. The results obtained were very reasonable.

Les méthodes disponibles pour mesurer les para-mètres de résistance au cisaillement non-drainé des sols non-saturés sont ou bien trop compliquées ou insuffisantes pour des argiles raides.

Dans cet exposé, une série des dispositifs simples et une méthode d'essai sont présentées pour cisailler un bloc de sol in-situ en forme d'un coin par un seul vérin hydraulique. En modifiant l'inclinaison du plan de rupture par rapport à la direction de chargement, le rapport de la résistance au cisaillement à la contrainte normale peut varier pour un sol non-saturé. L'enveloppe de rupture des contraintes totales se trouve à peu près dans la même étendue des contraintes normales qu'on pourrait observer á une pente critique dans un même type de sol. Cet essai peut également être utilisé pour des sols saturés.

Les paramètres de résistance au cisaillement non-drainé mesurés ainsi ont été utilisés dans une analyse de stabilité en contraintes totales pour déterminer le coefficient de sécurité de trois glissements dans un dépôt d'argile non-saturée, raide et fissurée d'Ankara. Les résultats obtenus sont très satisfaisants.
Potentially active faults in dam foundations
Authors: Sherard J. L. , Cluff L. S. , Allen C. R.
Published: October 2009

The Paper contains information on existing dams founded on active faults, a summary of pertinent lessons learned from study of historic fault breaks and fault mechanisms, recommended practice for evaluation of active faults, and opinions concerning design of dams on active faults. While a dam site with an active fault should be avoided if possible, if a reservoir is vitally needed and a better site is not available, it is reasonable practice to construct a conservatively designed embankment dam. Concrete dams on active faults, or near some major active faults, are not advisable. For evaluation of fault activity, geological studies usually must be carried a considerable distance from the dam site, a departure from recent past practice. Experience of the last few years with many fault studies indicates that thorough geological investigations with modern techniques will usually provide sufficient evidence to allow a judgement on the activity or inactivity of a fault.

Cet Article présente des renseignements pertinents aux barrages construits sur des failles actives, un resumé historique des leçons tirées de la rupture de failles et de leurs mécanismes de rupture, des conseils pratiques pour l'évaluation de l'activité des failles, et des commentaires sur la conception de barrages situés sur des failles actives. Bien que la conception d'un barrage sur une faille active devrait être évitée, la construction d'un barrage en terre conçu d'une façon très sécuritaire est raisonable s'il est absolument nécessaire d'avoir un réservoir à cet endroit et qu'il n'y a pas d'alternative. Il est déconseillé de prévoir des barrages en béton sur des failles actives ou pres d'importantes failles actives. Pour l'evaluation de l'activité d'une faille, il faut entreprendre des études géologiques généralement à une très grande distance du site, ce qui est contraire à une pratique encore récente. L'expérience de ces dernières années,, avec l'étude de nombreuses failles, montre que des études géologiques dééaillées, utilisant des techniques modernes, fourniront normallement suffisament d'évidences pour l'évaluation de l'activité ou de l'inactivité d'une faille.
A climatic index of weathering and its application in road construction
Authors: Weinert H. H.
Published: October 2009

Weathered rocks are the predominant natural road building materials in Southern Africa and their performance depends very much on the type of rock and the climatic environment in which such rocks weather. Climatic conditions which lead either to the predominance of disintegration, due to physical weathering, or to decomposition, due to chemical weathering, are defined in terms of an N value which is expressed as twelve times the computed free-water evaporation during the warmest month divided by the total annual precipitation. The particular feature of the formula is the use of climatic parameters for one particular month as well as for the whole year. The impact of the N value on weathering, on soil formation and on secondary transformations of soils (pedogenic materials), as well as on human activities in engineering and agriculture, are briefly described and the N value is compared with the moisture index I of Thornthwaite.

Les roches altérées prédominent parmi les matériaux naturels employés dans la construction des routes en Afrique du Sud. Leur action dépend beaucoup du type de la roche ainsi que l'ambiance climatologique dans laquelle son altération s'effectue.

Les conditions climatologiques entraînant soit la prépondérance de processus de déintégration par altération physique, soit la décomposition par altération chimique sont définies en fonction d'une valeur N qui s'exprime par le produit du taux d'évaporation d'eau libre pour le mois le plus chaud par douze, divisé par la somme des précipitations annuelles. Cette formule est caractérisée en particulier par l'emploi des paramètres climatologiques correspondant à un mois particulier et à l'ensemble de l'année. On décrit la répercussion de la valeur N sur les intempéries, la formation et les transformations secondaires des sols (matières pédogénétiques), ainsi que sur l'activité humaine dans le domaine du génie civil et de l'agriculture. On établit une comparaison entre la valeur N et l'indice de teneur en eau (I) de Thornthwaite.
Finite element analysis of centrifuged and built-up slopes
Authors: Smith I. M. , Hobbs R.
Published: October 2009

Initial stress finite element methods are applied to the analysis of slopes made of soil. The particular conditions considered apply to short-term loadings during which a significant proportion of the slope remains undrained, and a φu = 0 failure analysis would be appropriate. It is shown that the computations can incorporate a failure criterion which agrees well with that traditionally used in soil mechanics. The behaviour of many idealized slopes and of two embankment dams is predicted under two different loading conditions: that which applies during sequential construction in the field contrasted with that which applies during testing in the centrifuge laboratory.

Pour l'analyse de talus en terre on utilise des procédés d'éléments finis de contraintes initiales. On consière les conditions particulières des chargements à court terme, pour lesquelles une part importante du talus reste non-drainée et une analyse de rupture de φu = 0 serait appropriée.

Il est demontré que les calculs peuvent englober un critère de rupture qui correspond bien avec celui traditionellement utilisé dans les mécaniques du sol. Le comportement de plusieurs talus idéaux et de deux remblais de barrage est prédit sous deux conditions différentes de chargement: celle d'une construction séquentielle in situ opposée à celle qui s'applique aux tours des essais en laboratoire à la centrifugeuse.
Measurements of the angle of interparticle friction
Authors: Procter D. C. , Barton R. R.
Published: October 2009

The coefficient of interparticle friction φμ is defined, and its theoretical basis and conventional methods of measurement are briefly introduced. A new apparatus, designed to measure the value of φμ obtaining at a single particle–particle contact, is described with emphasis upon the materials examined, their preparation and data analysis.

The reliability of the results obtained is seen to vary with both material and ambient testing conditions, demonstrating the dominating effect which the micro-topology and chemical condition of the surfaces at the contact point have on observed behaviour. A hypothesis is developed for the frictional behaviour of massive structured minerals to explain these observations and to discuss certain discrepancies with the data of other workers.

It is concluded that ‘single contact’ behaviour is generally inapplicable to the shearing of a mass of particles of quartz, feldspar or glass ballotini, even when identical conditions appear to prevail, and only when the particle surfaces are both rough and water-saturated is there any justification for comparison. Consequently a method of measuring φμ which itself employs a mass of sliding particles is preferred, so that a mean representative value may be obtained.

On détinit le coefficient de frottement entre les particules et présente brièvement sa base théorique ainsi que les méthodes conventionelles à mesurer dont on doit se servir à ce titre-là. Un nouvel équipement, qui vise à mesurer la valeur se produisant au seul frottement entre deux particules est présenté en soulignant les matériaux examinés, leur préparation et les diverses données assujetties à l'analyse.

Le degrè d'exactitude des résultats obtenus s'avère variable selon les conditions d'épreuve réalisées, qu'elles soient matérielles ou ambiantes, et ceci démontre la prédominance micro-topologique chimique et superficielle exercée sur une réaction surveillée au point de contact. On développe une hypothèse afin d'expliquer la réaction sous frottement se produisant dans les minéraux massifs structurés et en vue de mettre au point les résultats obtenus et discuter certaines divergences qui se sont révélées par comparaison avec les donées fournies par d'autres rechercheurs.

On conclut que la réaction se produisant au seul contact n'est pas généralement à retenir en ce qui concerne le cisaillement de particules en masse en provenance du quartz, du feldspath, et des ballotini en verre, même lorsque des conditions identiques semblent à prévaloir; en fait une comparaison s'avère seulement valable lorsque les surfaces des particules en question soient à la fois rugeuses et saturées à l'eau. On choisit de préférence done une méthode à mesurer basée sur de particules glissantes en masse telle qui fournit une valeur moyenne représentative.
Gypsum and anhydrite in foundations of hydraulic structures
Authors: James A. N. , Lupton A. R. R.
Published: October 2009

There have been many recorded cases of distressed dams caused by the solution of anhydrite or gypsum from their foundations. The solution processes have now been examined quantitatively and predictive methods put forward on the basis of laboratory measurements. Solution mechanisms have been established and specific solution rates determined which lead to the conclusion that gypsum tends to be less dangerous than anhydrite. Gypsum, whether in massive or particulate form, dissolves producing caverns and/or progressive settlements; accelerating seepage flows and accompanying deterioration of foundations are unlikely if provision is made to keep the initial seepage flow rates to low values. However, conglomerates cemented by gypsum are particularly hazardous. Anhydrite can dissolve dangerously so that rapidly accelerating seepage flows occur within a few years unless there are rigorous control procedures. A rational form of site investigation is proposed for suspect foundations.

Il y a eu beaucoup de cas de rupture de barrages par suire de la dissolution d'anhydrite ou de gypse, à la base de leurs fondations. Maintenant, les procédés de dissolution ont été examinés quantitativement et des méthodes prévisionnelles ont été avancées, fondées sur des mesures de laboratoire. Des mécanismes de dissolution ont étéetablis et des taux specifiques de dissolution déterminés qui conduisent à la conclusion que le gypse tend à être moins dangereux que l'anhydrite. Le gypse qu'il soit en forme massive ou en particule, se dissout, produisant des cavernes et/ou des dépôts progressifs; des courants de filtration qui s'accélèrent et la détérioration des fondations qui s'ensuit sont peu probables si des dispositions nécessaires sont prises afin de garder les taux initiaux de courant de filtration à des valeurs peu élevées. Cependant, des conglomérats cimentés par le gypse sont particulièrement dangereux. L'anhydrite peut se dissoudre dangereusement de sorte qu'une accélération rapide des courants de filtration se produit en quelques années à moins qu'il y ait des contrôles de procédés rigoureux. Une forme rationnelle de reconnaissance in situ est proposée, pour des fondations douteuses.
The behaviour of axially and laterally loaded single piles embedded in nonhomogeneous soils
Authors: Banerjee P. K. , Davies T. G.
Published: October 2009

An approximate elastic analysis is made of the working load responses of single piles embedded in a soil of linearly increasing modulus with depth. The formulation employs, within a boundary element algorithm, the fundamental solution for point loads acting at the interface of a two-layer elastic half-space. This analysis is of comparable generality and computational efficiency to earlier elastic solutions of the corresponding homogeneous problem and has distinct advantages in practical applications over the simpler homogeneous soil model, namely, improved predictions of the response due to lateral loads and the rationalization of the selection of soil moduli. These advantages are highlighted in the comparisons made between reported observations on the behaviour of single piles from model and full scale field tests and those predicted by the theory. Comprehensive plots of the results of a parametric study are presented in non-dimensional form.

Une analyse élastique approximative est faite à partir des réponses de pieux isolés charges et enfoncés dans un sol ayant un module croissant linéairement avec la profondeur. L'étude emploie, à l'intérieur d'un algorithme d'élément limite, la solution fondamentale pour des charges ponctuelles agissant sur la frontière d'un espace semi-infini élastique à deux couches. Cette analyse est d'une généralité et d'une possibilité de calcul comparables à celles des solutions élastiques precédentes du problème homogène correspondant et a des avantages distincts dans les applications pratiques sur le modèle de sol homogène plus simple, à savoir des prévisions améliorées de la réponse à des charges latérales et la rationalisation de la sélection des modules de sol. Ces avantages sont mis en lumière dans les comparaisons faites entre des observations rapportées sur le comportement de pieux isolés à partir d'essais de chantier sur modèle et en vraie grandeur, et les prévisions effectuées à l'aide de la théorie. Des tracés compréhensibles des résultats d'une étude paramétrique sont présentés dans une forme non-dimensionnelle.
Differential evapo-transpiration from a clay surface and its influence on equilibrium porewater pressure
Authors: Gibson R. E. , Goldsworthy M. H. , Chandler A. M.
Published: October 2009

The derivation is presented of expressions resulting from a steady state groundwater flow approach to determining the porewater pressure changes caused by modification of the rate of evapo-transpiration over limited areas of the ground surface. Solutions to the expressions have been computed for positions throughout the soil layer for a variety of shapes and sizes of affected area. The tabulated results may be used to estimate the effectsfor a wide range of conditions by making use of the principle of superposition. Case histories are presented in which observations of porewater pressure changes and of ground movement are compared with values derived from the tabulated results.

L'article prétsente l'analyse de quelques formules resultant d'une methode basee sur l'écoulement stationnaire de l'eau souterraine pourdeterminer les changements dans la pression de l'eau interstitielle provoqub par la modification de la vitesse d'evaporation-transpiration sur des zones limitéesde la surface du sol. Des solutions pour les formules ont été calculées pour des positions au sein de la couche de sol pour un certain nombre de formes et dedimensions de la zone considerée. A l'aide du principe de superposition on peut utiliser les résultats sous forme de tableaux pour une grande variété de conditions. Des exemples tirés de la pratique sont présentéspour lesquels les observations des changements dans la pression de l'eau interstitielle et des mouvements du sol sont comparées avec les valeurs obtenues à partir des résultats mis en forme de tableaux.
Elasto—plastic version of the double sliding model in undrained simple shear tests
Authors: de Jong de Josselin G.
Published: October 2009

In this Paper it is shown how to use the double sliding, free rotating model for materials with internal friction to predict the stress history in undrained simple shear tests. In its original rigid plastic form this model could not be used, because there was no unique failure mode. By adding some elasticity to the prefailure stage (thus producing an elasto-plastic version of the model) this unique selection becomes possible. The extended model leads to explicit expressions for the stress history in a simple shear test. It is also shown how the failure mode taken by the model depends on the stress state at the start of the test. An active initial stress state leads to a ‘toppling bookrow’ mode of failure, while a passive initial stress state produces horizontal sliding planes. With the exception of elasticity, the other properties of the double sliding model, including dilatancy, are taken in their original form. The essential features of the stress history obtained from the analysis resemble those actually observed in tests.

L'article montre comment utiliser le modèle à glissement double et rotation libre pour prédire I'histoire des contraintes dans des essais de cis-aillement simple non-drainés. Dans sa forme plastique rigide originate ce modele ne pouvait pas s'employer, car il n'y avait pas de mode unique de rupture. En ajoutant de I'elasticité à I'etat précédant la rupture, produisant ainsi une version élastoplastique du modèle, cette sélection unique devient possible. Le modèle élargi conduit a des expressions explicites pour I'histoire des contraintes dans un essai de cisaillement simple. On démontre comment le mode de rupture choisi par le modèle depend de I'etat de contrainte au commencement de l'essai. Un état de contrainte initial actif conduit à un mode de rupture analogue à celui d'une rangée de livres qui s'écroulent, tandis qu'un état de contrainte initial passif produit des plans de glissement horizontaux. À l'exception de I'élasticité les autres propriétés du modèle à glissement double, y compris la dilatance, sont prises dans leur forme originale. Les caractéristiques essentiel-les de I'histoire des contraintes obtenues à partir de I'analyse ressemblent á celles observées au cours des essais.
Scale and other factors affecting the results of pull-out tests of grids buried in sand
Authors: Palmeria E. M. , Milligan G. W. E.
Published: October 2009

Misleading results of pull-out tests have often been reported. Factors such as soil dilatancy or the effects of boundary conditions are usually given as causes. This Paper attempts to group the results of pull-out tests of grids to show a consistent pattern of variation independent of the scale of the test. This has been accomplished by identifying some of the usual causes of misleading results and by considering the grid reinforcement as a succession of bearing elements, buried in the soil, that can interfere with each other. If boundary influences are avoided, the interference between bearing elements is the main factor that affects the results of pull-out tests of grids. It is also observed that, despite its practical advantages, the comparison of a grid to a perfectly rough material, as an upper limit for grid performance, seems not to be the most appropriate.

En général des facteurs tels que la dilatance du sol ou les effets des conditions aux limites sont donnés pour expliquer les résultats souvent erronés des essais d'arrachement de grilles. L'article groupe les résultats de tels essais pour démontrer un système conséquent de variation indépendant de l'échelle de l'essai. À cette fin on a identifié certaines causes classiques des résultats errones, en considérant le renforcement à grille comme une succession d'éléments portants enfouis dans le sol qui peuvent interférer les uns avec les autres. Si on néglige les influences de bord, l'interférence entre les éléments portants constitue le facteur principal qui influence les résultats des essais d'arrachement de grille. On a trouvé aussi que malgré des avantages pratiques il paraît peu justifié de comparer la grille à un matièriau de rugosité parfaite pour obtenir une limite supérieure de la performance de la grille.
Analytical study of induced anisotropy in idealized granular materials
Authors: Rothenburg L. , Bathurst R. J.
Published: October 2009

Development of induced anisotropy during shear deformation of plane granular assemblies is inves- tigated by introducing statistical characteristics of fabric and contact forces. The introduced micro-structural parameters are explicitly related to the measure of deviatoric load by considering condi-tions of static equilibrium. Verification of the relationship between parameters of anisotropy, average forces and external loads is presented based on numerical simulation of tests on plane granular assemblies. The physical significance of introduced parameters of microstructure and their evolution during shear deformations is discussed.

Le développment de l'anisotropie induite pendant la déformation de cisaillement d'assemblages plans granulaires est examiné grâce à l'introduction de caractécristiques statistiques de la fabrique et des efforts de contact. Les paramétres microstructuraux introduits sont reliés de facon explicite à la mesure du chargement déviatorique en considérant les conditions de I'équilibrestatique. La vèification de la relation entre les paramétres d'anisotropie, les forces moyennes et les chargements externes est présentée sur la base de la simulation numérique d'essais sur des assemblages plans granulaires. On analyse l'importance physique des paramtitres microstructuraux introduits et leur évolution pendant les déformations de cisaillement.
Predicting the phenomenon of burying through gravity in purely cohesive sedimentary sea beds
Authors: Pastor J. , Turgeman S. , Avallet C.
Published: October 2009

The phenomenon of gravitational burying of solid bodies laid on a silty or clayey sedimentary sea bed is largely due to the plastic flow of the material composing this sea bed. Consequently it can be rationally quantified in the theoretical framework of limit analysis. In this study, the solid bodies are cylinders laid on their generatrix that are sufficiently long to justify the assumption of plane strain. When the nature of the contact prohibits any parting at the body–sediment interface, a general relationship covering the different parameters governing the phenomenon can be solved by studying a single unit system. This study was carried out numerically using plasticity finite element programs that were able to take into account precisely the geometry of the body, the characteristics assigned to the sea bed to define the heterogeneity of its cohesion, and its anisotropy, as well as two extreme behaviours at the interface. The results obtained were validated by a series of experimental results from in situ and laboratory tests.

L'enfouissement par gravité des corps solides posés sur les fonds sédimentaires marins, vaseux ou argileux, résulte en grande partie de l'ecoulement plastique du matériau constitutif de ces fonds. II peut done être quantifié rationnellement dans le cadre théorique de l'analyse limite. Dans ce travail, les corps solides concernés sont des cylindres posés sur leur génératrice, suffisamment longs pour que l'hypothèse de la déformation plane soit acceptable. Lorsque le décollement a l'interface corpssédiment est interdit par la nature du contact, une relation générate entre les differents paramètres règissant le phénom`e étudié peut être totalement explicitee par l'étude d'un seul systeme unitaire. L'étude de ce dernier système a été effectuée numériquement à l'aide de programmes éléments finis en plasticite, qui ont permis de prendre en compte avec precision la géométrie du corps, les caractéristiques affectees au fond marin pour de-finir I'hétérogénéite de sa cohésion et son aniso-tropie, ainsi que deux comportements extrêmes à l'interface. Les résultats obtenus sont corroborés par une série de résultats expérimentaux provenant d'essais in situ et en laboratoire.