bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Surface subsidence and drawdown of the water table due to pumping
Authors: Hsi J. P. , Carter J. P. , Small J. C.
Published: October 2009

A fully coupled numerical method is presented for the analysis of the pumping of groundwater, taking into account the drawdown of the water table. The surface subsidence due to pumping is first studied assuming that the water table is not lowered as the groundwater is withdrawn. This solution is then compared with the solution for the case in which the drawdown of the water table is considered. Extensive parametric studies were carried out to provide non-dimensionalized design charts for surface subsidence and drawdown of the water table due to pumping.

L'article présente une méthode numérique permettant d'analyser le pompage des eaux souterraines en prenant en compte le rabattement de la surface libre de la nappe. La subsidence en surface du sol, due au pompage, est étudiée en supposant que la surface piézomètrique ne baisse pas au fur et à mesure que l'eau est pompée. Cette solution est ensuite comparée à la solution obtenue avec un rabattement de la surface piézomètrique. Des études paramétriques extensives ont été réalisées pour obtenides abaques adimensionnels donnant la subsidence de la surface du sol et le rabattement de la nappe dûs au pompage.
Failure and deformation of four reinforced soil walls in eastern Tennessee
Authors: Lee K. , Jones C.J.F.P. , Sullivan W.A. , Trolinger W.
Published: October 2009

Fourteen reinforced soil walls were built along two sections of a highway in eastern Tennessee. They were built across steep ravines to support high roadway embankments. One wall collapsed during construction and another eight months after completion; the remaining walls suffered varying levels of distortion and damage. This Paper describes the design and subsequent investigation of the walls. The probable failure mechanism has been identified. The investigations show a number of issues that are either not considered in current design practice or are worthy of review, including the capacity of high adherence strips in poorly compacted, coarse backfill; the three-dimensional deformation of a reinforced soil mass; stress induced in reinforcement undergoing large deflection, as a result of either backfill settlement or wall movement; the stability of discrete facing elements; the validity of applying empirical analytical methods to reinforced soil structures with unprecedented features; the validity of separating responsibility for the internal and external stability of reinforced soil structures as advocated by some practitioners; and potentially adverse performance of reinforced soil structures containing drainage culverts built at steep gradients.

Quatorze murs en terre armée ont été montés de long de deux sections autoroutières dans l'Est du Tennessee. Ils ont été construits au travers de ravins escarpés et assurent le soutien de remblais routiers de forte puissance. L'un ces murs s'est effondré au cours de sa construction et un second, huit mois après la fin de sa construction. Les autres murs présentent divers niveaux de distorsion et d'endommagement. L'article décrit le design et les études qui ont suivi. Le mécanisme de rupture le puis probable a été identifié. Les recherches ont mis en évidence un certain nombre de problèmes qui ne sont pas pris en compte ou mal étudiés dans les méthodes courantes de design. Ce sont entre autre: la formation possible de bandes de forte adhérence dans les remblais grossiers faiblement compactés; la déformation tridimensionnelle de la masse de sol armée; l'apparition de contraintes dans les armatures soumises à une forte déflexion créée par un tassement du remblai ou par un mouvement du mur; la stabilité des éléments discrets en regard; la validité d'appliquer des méthodes analytiques empiriques à des sols renforcés à l'aide d'armatures utilisées pour la première fois; la validité de pouvoir isoler, tel que le préconisent certains praticiens, les différentes causes de la stabilité interne et externe des structures du sol armé; ou encore, la possibilité d'obtenir des performances inverses pour des sols armés contenant des drains à forte pente.
Deformation characteristics at small strains of sedimentary soft rocks by triaxial compression tests
Authors: Kim Y. -S. , Tatsuoka F. , Ochi K.
Published: October 2009

It is shown that in triaxial compression tests of sedimentary soft rocks, axial strains from the axial displacement of the loading piston or specimen cap could be totally unreliable due to bedding errors at the top and bottom ends of a specimen. A local deformation transducer was used to measure axial strains free from the bedding error continuously from less than 0*001% to about 1%. At strains less than about 0-001% the deformations are virtually linear, recoverable and strain rate-independent and their values of Young's modulus ₠"" are virtually the same as those obtained from field shear wave velocities. The deformations become non-linear before strain reaches 0-01%. At a strain of 0-1% and at the stress level of half the peak strength, which are the typical largest strain and stress levels in soft rock at working load levels, the secant Young's moduli are still about half of m""- The ratio of ₠m, x to the compressive strength ranges from about 400 to 1000; about 100 is suggested by many previous studies.

Il est démontré que lors d'essais triaxiaux sur des roches sédimentaires souples, les déformations axiales peuvent être totalement indépendantes du déplacement axial du piston mobile ou de la tête de l'échantillon, et ce en raison d'erreurs de stratification sur les faces extrêmes des échantillons. Un capteur de déplacement local a permis de mesurer en continu ces déformations axiales, hors erreurs de stratification, variant de 0.001% à environ 1%. Pour des valeurs inférieures à 0-001%, les déformations sont linéaires, recouvrables et indépendantes de la vitesse de déformation. Les valeurs du module de Young, ₠m>x, sont également à peu près les mêmes que celles obtenues lors d'essais in-situ de mesure de vitesses ultrasonores. Avant d'atteindre 0-01%, les déformations ne sont plus linéaires. Pour une valeur de 0-1% et pour une contrainte égale à la moitié de la résistance au pic, correspondant aux niveaux de contrainte et de déformation les plus forts observés typiquement lors du chargement in-situ de roches souples, les modules de Young sont toujours égaux à la moite de Emax. Le rapport entre ₠mn et la résistance à la compression varie entre environ 400 et 1000. Une valeur de 100 est suggérée par de nombreuses études.
Application of the observational method at the Limehouse Link
Authors: Glass P. R. , Powderham A. J.
Published: October 2009

The Limehouse Link is a major cut and cover highway tunnel built to enhance connections between the City of London and London's Docklands. The application of the observational method to eliminate the heavy temporary support works is described. The method was introduced progressively on multiple working fronts under a value engineering clause introduced into the contract after the start of construction. This led to substantial cost and time savings. The tunnel winds for 1·8 km under an old densely developed urban site. In addition to varying and difficult natural ground conditions, the design and construction of the 20 m deep tunnel bad to accommodate many historical constraints and obstructions. Most of the tunnel was designed for top–down construction between reinforced concrete diaphragm walls, but it included a 600 m section of bottom–up construction in a cofferdam through Limehouse Basin. The observational method was applied to both forms of construction although with significantly greater success in the top-down sections.

Le Limehouse Link est un tunnel autoroutier majeur construit selon la méthode de la tranchée recouverte pour renforcer les connections entre la City et les nouveaux quartiers des docks de Londres. L'article décrit l'application de la méthode d'observation à l'élimination des travaux de soutènement temporaires lourds. Cette méthode a été introduite progressivement sur plusieurs fronts d'avancement, conformément à la clause d'optimisation des coûts introduite dans le contract après le début des travaux. Ceci a permis une économie importante en temps et en coût. Le tunnel serpente sur 1,8 km dans une zone urbaine ancienne de grande densité. En plus des conditions géologiques naturelles variables et difficiles, la conception et la réalisation de l'ouvrage, situé à une profondeur de 20 m, ont dû faire face à de nombreuses contraintes et obstructions historiques. La majorité du tunnel a été réalisée par creusement descendant entre des murs diaphragme en béton armé. Une section de 600 m de long, permettant de franchir le bassin de Limehouse, a cependant été réalisée par creusement ascendant dans des caissons hydrauliques. La méthode d'observation a été appliquée aux deux méthodes de construction avec cependant plus de succès dans les sections réalisées par creusement ascendant.
Construction control for underpinning piles and their behaviour
Authors: Iwasaki Y. , Watanabe H. , Fukuda M. , Hirata A. , Hori Y.
Published: October 2009

This Paper describes a case history of cast-in-place concrete piling to support large underground structures for a subway in Nagoya city, Japan. The ground was medium-to-dense sand interbedded with clayey soil. Owing to geotechnical and construction conditions at the site, the piles had to be designed as friction piles. Based on full-scale short-and long-term load tests, ultimate bearing capacity and creep load characteristics were obtained. However, due to the uncertainty of friction on these bored piles, the performance of every pile was verified by load testing. One pile was found to be unsatisfactory and was treated to improve behaviour. Monitoring piles were installed with strain gauges to observe performance. When excavation started the axial load in the upper part of the pile increased while that in the lower part decreased. The reason for this was, at first, obscure. What had been expected was an increase in axial load from the top to the bottom. The site study-using measurements of pile-ground interaction-revealed that the effect was caused by ground heave resulting from the excavation. The observational procedure was useful, not only to confirm predetermined targets, but also to shed light on unexpected geotechnical problems.

L'article décrit un cas de pieux coulés sur place permettant de soutenir les grandes structures souterraines d'une autoroute de Nagoya, Japon. Le sol est constitué de sable moyennement à fortement dense intercalé de lits argileux. A cause des conditions géotechniques de construction sur le site, les pieux conçus sont des pieux frottants. La capacité portante ultime et les caractéristiques de fluage ont été mesurées lors d'essais de chargement pleine échelle à court et long terme. Cependant, en raison de l'incertitude pouvant exister sur le frottement le long de pieux forés, la performance de chaque pieu a été vérifiée lors d'essais de chargement. Un des pieux s'étant révélé peu satisfaisant, il a été traité pour améliorer son comportement. D'autres pieux ont été équipés de jauges de contrainte et suivis par enregistrement pour étudier leurs performances. Lorsque l'excavation commence, la charge axiale de la partie supérieure du pieu augmente tandis que celle de la partie inférieure décroît. Cette réponse est tout d'abord apparue bien étrange: on attendait une augmentation de la charge axiale sur tout le pieu. Une étude du site réalisée par mesure de l'interaction sol-pieu a cependant montré que cet effet était causé par une soulèvement du sol lors de l'excavation. La méthode d'observation a donc été utile, non seulement pour valider les objectifs fixés initialement, mais aussi pour éclaircir les problèmes géotechniques inattendus.
The design of groundwater control systems using the observational method
Authors: Roberts T.O.L. , Preene M.
Published: October 2009

Construction dewatering is an essential temporary works requirement for many civil engineering projects. The performance of such schemes is critically dependent on minor variations in hydrogeological conditions which can be difficult to identify from conventional site investigation works. Effective use of the observational approach involves identifying the risks and specifying a dewatering system that is sufficiently flexible to meet these. Currently the mechanisms of failure, and therefore the risks, are poorly documented and understood. In this Paper the main failure mechanisms are identified and the procedures for applying the observational approach are illustrated using case studies.

La mise en place de réseaux de drainage est indispensable dans de nombreux projets d'ingénirie civile. Leurs performances dépendent fortement des variations mineures des conditions hydrogéologiques qui sont parfois difficilement identifiables àpartir des études de site conventionnelles. Une utilisation efficace des méthodes d'observation nécessite l'identification des risques et le choix d'un système de drainage suffisamment flexible pour pouvoir s'adapter àces risques. Les mécanismes de rupture, et donc les risques, sont très souvent peu documentés et mal compris. L'article identifie les principaux mécanismes de rupture et présente, sur plusieurs cas de figure, les procédures permettant de mettre en oeuvre les approches par observation directe.
Shaft capacity of displacement piles in a high OCR clay
Authors: Bond A. J. , Jardine R. J.
Published: October 2009

The Paper describes a series of field experiments using extensively instrumented closed–ended steel piles installed in heavily overconsolidated London clay. Each pile was equipped to measure the effective stresses acting at the pile—soil interface during the three main stages of the pile's lifetime: installation, the subsequent period of earth and pore water pressure equalization, and pile loading. The results obtained during pile loading are presented and prove conclusively that the shaft capacity of displacement piles in London clay is governed by an effective stress interface sliding criterion, and not by failure of the continuum. The maximum angles of friction mobilized at failure during slow loading tests depended on the rate of penetration of the piles during installation. Continued slow displacement of a pile in one direction permanently reduced the measured angle of friction. There were slight differences between the behaviour of compression and tension piles; changing the loading direction caused a small but temporary increase in friction. Shaft capacity did not vary greatly with time.

L'article décrit une série d'essais insitu réalisés sur des pieux en acier fortement instrumentés, mis en place dans de l'argile de Londres très largement surconsolidée. Chaque pieu a été équipé de façon measurer les contraintes effectives existant au niveau de l'interface sol—pieu lors des trois principales périodes de vie d'un pieu: mise in place, équilibrage des pressions interstitielles et des contraintes, chargement du pieu. Les résultats obtenus lors du chargement sont présentés et montrent que le frottement latéral sur des pieux foncés dans de l'argile de Londres est régi par un critére en contraintes effectives de glissement è l'interface et non de rupture du milieu. L'angle de frottement maximal mobilisé e` la rupture lors d'essais a` faible vitesse de chargement est fonction de la vitesse de pénétration des pieux lors de la mise en place. Un déplacement continu du pieu dans une même direction entraîn une diminution permanente de l'angle de frottement mesuré. Les différences de cornportement observées entre compression et traction des pieux sont faibles: une variation de la direction de chargement induit une augmentation du frottement temporaire et de faible amplitude. Le frottement lateral varie peu avec le temps.
Estimating liquefaction potential of sand using the Piezovane
Authors: Charlie W. A. , Scott C. E. , Siller T. J. , Butler L. W. , Doehring D. O.
Published: October 2009

This study assesses the use of the Piezovane to estimate the liquefaction potential of saturated sand. This in situ vane shear device, which is fitted with a transducer, produces distinct decreases in pore pressure in dilative sands and distinct increases in pore pressure in contractive sands. A steady–state line using Piezovane data lies between analogous lines using consolidated, undrained triaxial test data and consolidated, drained direct shear test data. The device shows promise as an in situ means of directly determining liquefaction potential.

L'article évalue l'utilisation d'un scissométre pour estimer le potentiel de liquefaction d'un sable saturé. Ce scissométre, utilisé in-situ et muni d'un capteur, induit une diminution de Pression interstitielle dans les sables dilatants et une augmentation de cette mÊme pression dam les sables contractants. Une ligne à charge constante intégrant les données fournies par le scissométre est placée entre deux lignes analogues intégrant les données d'essais triaxiaux consolidés non drainer et celles d'essais de cisaillement direct consolidés drainés. L'appareillage proposé semble trés prometteur pour la mesure directe in-situ du potentiel de liquéfaction.
Some aspects of fabric anisotropy of soil
Authors: Anandarajah A. , Kuganenthira N.
Published: October 2009

An important feature controlling the elastic and plastic constitutive behaviour of a soil is the orientation of the particles. The overall behaviour of a soil on application of a load depends not only on its initial particle orientation, but also on its change during the loading. In this Paper a non-destructive, indirect method of measuring the change in anisotropy of particle orientation is described. The method is based on electrical conductivities measured in different directions. Results obtained on clay and sand specimens during one-dimensional consolidation are presented. The stress—strain behaviour of an assembly of two-dimensional cylindrical roads is simulated numerically, and the change in mechanical anisotropy is computed. The variation of mechanical anisotropy computed from numerical experiments is qualitatively in agreement with the variation of electrical anisotropy measured in the laboratory.

L'orientation des particules est un paramétre important du comportement élastique et plastique d'un sol. Le comportement d'un sol sous une charge ne depend pas seulement de l'orientation initiale des particles, mais aussi de l'évolution de cette orientation lors du chargement. L'article décrit une méthode indirecte non destructrice permettant de mesurer les variations d'anisotropie d'orientation des particules. Le principe de cette méthode consiste à mesurer les conductivités électriques dans différentes directions. Les résultats obtenus lors de la consolidation unidimensionnelle d'échantillons d'argile et de sable sont présentés. Le comportement en contrainte-déformation d'un assemblage de baguettes cylindriques bidimensionnel a été modélisé et l'évolution de l'anisotropie mécanique a été calculée. Ces variations d'anisotropie, issues de calculs numériques, sont du point de vue qualitatif en bon accord avec les variations d'anisotropie électrique mesurées au laboratoire.
Horizontal translation and rocking rotation of a rigid tubular foundation
Authors: Abedzadeh F. , Pak R. Y. S.
Published: October 2009

An exact formulation is presented for the lateral loading of a rigid tube of finite length embedded in a semi–infinite medium. The asymmetric mechanical interaction problem, which is relevant to the analysis of anchors and caissons in foundation engineering, is shown to be reducible to three coupled Fredholm integral equations. By analysis of the kernels involved, the fundamental singular characteristics of the radial, angular and vertical interfacial reactions acting on the foundation are explored. The results are incorporated into a computational scheme which permits the efficient evaluation of the contact loads and other structural responses. Solutions of the three–dimensional load–transfer, shear and bending moment diagrams, as well as the elements of the stiffness matrix pertaining to the coupled translation–rocking problem, are shown.

L'article propose une formulation exact due chargement lateral exercé sur une conduite rigide de longueur finie encastrée dans un milieu semiinfini. Comme pour les pieux et caissons, le probléme mécanique asymétrique peut se réduire à trois équations à intégrales de Fredholm. Les caractéristiques singuliéres fondamentales des réactions interfaciales radiales, angulaires et verticales existant au niveau de la fondation sont rendues explicites aprés analyse des noyaux. Les valeurs sont introduites dans un algorithme qui permet d'évaluer les charges et les autres réponses structurales. L'article est illustré par des solutions du transfert de charge tridimensionnel, des diagrammes du cisaillement et des moments fléchissants, ainsi que par les éléments de la matrice rigide intervenant dans le problàme de translation-basculement.
Case history of a dewatering and recharge system in chalk
Authors: Powrie W. , Roberts T. O. L.
Published: October 2009

The paper describes the performance of a dewatering and groundwater recharge system for a large excavation in chalk. The assessment of the effective bulk permeability of the chalk, and the probable hydraulic boundary conditions are discussed. The measured extraction and recharge flow rates, and the porewater pressures in certain locations, are in reasonable agreement with those calculated using a simple flownet analysis. The influence of groundwater chemistry on the effectiveness of the dewatering system is discussed with reference to an incident towards the end of the pumping period which led to the clogging of the pumps due to calcium carbonate precipitation following a rise in the pH of the groundwater.

KEYWORDS: basements; case history; chalk; chemical properties; groundwater; permeability.

L'article décrit les performances du système de drainage et de recharge des nappes mis en oeuvre dans une excavation de grande taille réalisée dans de la craie. I.'évalulation de la perméabilité effective de la craie et les conditions hydrauliques probables aux limites sont discutées. Les débits mesurés lors de l'extraction et lors de la recharge, ainsi que les pressions interstitielles d'eau en certains endroits, sont en accord avec ceux calculés à l'aide d'une analyse simple de réseaux d'écoulement. L'influence du propriétes chimiques de l'eau sur l'efficacité du système de drainage est étudiée au travers d'un incident ayant eu lieu en fin de période de pompage et qui a conduit à un colmatage de la pompe par un précipité de carbonate de calcium dû à une augmentation du pH de la nappe.
An experimental and theoretical study of the behaviour of a calcarenite in triaxial compression
Authors: Lagioia R. , Nova R.
Published: October 2009

An experimental and theoretical investigation on the behaviour of a calcarenite subjected to various axisymmetric loading programmes is reported. The essential feature of the observed behaviour is the occurrence of a destructuration phase, which marks the transition from rock-like to soil-like behaviour. During this phase the state of stress remains constant, while strains increase steadily. Three phases can be distinguished: an initial elastic, a destructuration phase and a hardening or softening phase which ends on an ultimate state locus which is linear in the p'–q plane. The observed behaviour is more and more ductile for increasing confining pressures. In the softening regime the specimen is unstable. It is shown that by means of a mathematical model based on the theory of strain-hardening plasticity it is possible to describe mathematically the overall behaviour of the calcarenite in various types of triaxial compression test. Qualitative and quantitative accuracy is generally satisfactory, especially for drained tests at high confining pressures and oedometric loading. For low confining pressures agreement between calculated and observed data after peak is much less satisfactory.

KEYWORDS: calcareous soils; constitutive relations; laboratory tests; plasticity; soft rocks. L'article présente une recherche expérimentale et théorique du comportement d'une calcarénite soumise à différents programmes de chargement axisymétrique. La principale observation est l'apparition d'une phase de déstructuration correspondant à la transition entre un comportement de type roche et un comportement de type sol. Lors de cette phase, l'état de contrainte reste constant alors que les déformations augmentent réguli&gave;rement. Trois phases différentes sont à distinguer: une phase initiale élastique, une phase de déstructuration et une phase d'écrouissage positif ou négatif menant à un état ultime, représenté par une droite dans le plan p'–q. Le comportement observé devient de plus en plus ductile au fur et à mesure que la pression de confinement augmente. En régime de radoucissement, l'échantillon est instable. Un modàle mathématique fondé sur la théorie de la plasticité par écrouissage positif permet de décrire mathématiquement le comportement d'ensemble d'une calcarénite au tours de différents essais de compression triaxiaux. La précision est, dans l'ensemble, qualitativement et quantitativement satisfaisante et ce, plus particuliàrement, pour les essais drainés à forte pression de confinement et pour les essais oedométriques. Pour les faibles pressions de confinement, la correspondance entre les valeurs calculées et les valeurs mesurées après le pic est beaucoup moins bonne.
Pile end-bearing capacity in crushable sands
Authors: Yasufuku N. , Hyde A. F. L.
Published: October 2009

The occurrence and formation of crushable soils is a widespread phenomenon. Warm tropical seas give rise to deep deposits of biogenic skeletal sediments in coastal shelf areas, or exposed granitic intrusions are subjected to deep weathering resulting in decomposition. The end-bearing capacity of piles in crushable soils is important for the design of foundations in these diverse soils, but the analysis of foundations in these soils is problematic due to their compressibility and highly curved Mohr–Coulomb failure envelopes. The use of the spherical cavity expansion method offers potential for a better prediction of end-bearing capacities by taking into account soil crushability and the decrease of friction angle with increasing mean normal stress. A formula relating end-bearing pressure to the pressure to expand a cavity and the soil secant friction angle has been developed, which refines and simplifies Vesic's original equations. However, the actual model pile settlement ratio at which the predicted cavity expansion values were reached increased with soil crushability and decreased with increasing relative density. A simple linear relationship has been proposed between a soil compressibility index Cp and the pile settlement ratio at which the bearing capacity predicted by the theoretical cavity expansion method is mobilized.

KEYWORDS: calcareous soils: laboratory tests; model tests; offshore engineering; piles; sands.

Les sols compressibles sont des formations très répandues. Its se forment dans les mers chaudes tropicales qui favorisent le dépôt de sédiments biogéniques profonds dans les zones de plate-forme côtière, ou proviennent de l'altération profonde de granites intrusifs affleurants se traduisant par une décomposition du matériau. La capacité portante en pointe des pieux devient done un paramètre primordial pour la conception de fondations dans ce type de sols. Toute analyse de fondations dans ce type de sols pose cependant des problèmes en raison de la compressibilité et des enveloppes de rupture de Mohr–Coulomb très incurvées de ces sols. La méthode par expansion d'une cavité sphérique est susceptible de permettre une meilleure prévision de la capacité portane en pointe puisqu'elle prend en compte la compressibilité du sol et al diminution de l'angle de frottement lorsque la contrainte normale moyenne augmente. Une équation, plus simple que les équations de Vesic, a été établie entre la pression en pointe, la pression d'expansion d'une cavité et l'angle de frottement tangential du sol. Cependent, avec notre modèle de pieux actuel, les valeurs de tassement, correspondant aux valeurs prévisionnelles de l'essai d'expansion de cavité, augmentent avec la compressibilité du sol et diminuent lorsque la densité relative augmente. On propose une relation linéaire simple entre l'indice de compressibilité Cpdu sol et le tassement des pieux pour lequel la capacité portante prevue par la méthode d'expansion d'une cavité théorique est mobilisée.
Analysis of coupled heat, moisture and air transfer in a deformable unsaturated soil
Authors: Thomas H. R. , He Y.
Published: October 2009

A new theoretical formulation for the analysis of coupled heat, moisture and air transfer is presented, which is applicable to a deformable unsaturated soil. The approach proposed extends previous analyses of the coupled transport of heat, pore water and pore air to take account of the deformation behaviour of partially saturated soil. A numerical solution of the governing differential equations is achieved by the use of the finite element method as a spatial discretization technique coupled with a finite difference recurrence relationship to describe transient behaviour. Three isothermal test problems are then considered to model the behaviour of unsaturated soil under varying stress and suction conditions. Both heave and collapse due to wetting are simulated. The model is applied to experimental work performed by others for the case of heating of an unsaturated montmorillonite clay and is shown to be capable of producing quantitatively physically correct results. These indicate that strong interactions occur between temperature, pore liquid content, suction and deformation of the soil.

KEYWORDS: numerical modelling and analysis; partial saturation; temperature effects.

L'article présente une nouvelle formulation théorique du transfert couplé de chaleur-humidité-air applicable aux cols déformables non-saturés. Notre approche est une extension des analyses antérieures de transport couplé de chaleur, d'eau interstitielle et d'air interstitiel de façon à prendre en compte le comportement en déformation d'un sol partiellement saturé. Les équations différentielles régissant le transport sont résolues numériquement à l'aide d'une méthode par éléments finis. Cette méthode, fondée sur une technique de discrétisation spatiale associée à une relation récurrente par difference finies, permet de décrire le comportement transitoire. Trois exercices isothermes ont été dévelop-pés pour modéliser le comportement d'un sol non-saturé soumis a différentes conditions de contrainte et de succion. Le gonflement et l'effondrement résultant d'une humidification du matériau ont été simulés. Le modéle, testé sur des essais expérimentaux de chauffage d'une montmorillonite non-saturée, réalisés par d'autres chercheurs, donne des résultats physiques corrects du point de vue qualitatif. Ceci montre que la température, la teneur en eau, la succion et la déformation du sol sont fortement corrélées.
A numerical investigation of landfill hydraulics using variably saturated flow theory
Authors: McDougall J. R. , Sarsby R. W. , Hill N. J.
Published: October 2009

Percolation of liquid in waste refuse is fundamental to the leachate generation process. This paper describes a preliminary investigation into the modelling of moisture transport in engineered, landfilled waste. Variably saturated flow theory is applied to simulate jointly liquid movement in both fully and partially saturated zones. The fundamental characteristics of engineered landfill and variably saturated flow are introduced; then the governing equation and method of solution are presented. Characterization of the waste and interpretation of boundary flows are discussed. The practical application of the model is illustrated by the simulation of leachate discharge during the infilling of an idealized landfill site.

La percolation des liquides dans les décharges joue un rôle prédominant dans le processus de lixiviation. L'article décrit une étude préliminaire de la modélisation du mouvement des liquides dans les décharges contrôlées. Les auteurs appliquent la théorie de l'éoulement à saturation irrégulière pour simuler le mouvement des liquides simultanément dans des zones complètement et pardellement saturées. L'article décrit les caractéristiques fondamentales des décharges contrôlées et de l'éoulement à saturation irrégulière, puis présente l'quation maîtresse et la méthode de résolution. II examine la caractérisation des déchets et l'interprétation des écoulements limites. L'application pratique du modèle est illustrée par la simulation de la lixiviation pendant le remplissage d'une décharge idéalisée.
Wave-induced soil response in a nearly saturated sea-bed of finite thickness
Authors: Jeng D. S. , Hsu J. S. C.
Published: October 2009

Consolidation and storage equations are used to develop a closed-form solution for the wave-induced pore pressure, soil displacements and effective stresses in an elastic sea-bed subject to a system of two intersecting waves. A homogeneous soil matrix of finite thickness in isotropic and saturated conditions only is considered. The three-dimensional general solutions so developed are readily reducible to the conditions for soil of infinite thickness, and also for the limiting cases of two-dimensional progressive and standing waves for soil of finite thickness, for which no explicit solutions have previously been available. Verification of this solution with results of two-dimensional solutions available from a semi-analytical method, a boundary-layer approximation and a numerical model is carried out. Validation is performed by comparison with experimental results. The effects on wave-induced pore pressure of sea-bed thick- ness, shear modulus of soil and grain size are discussed.

Les équations de stockage et de consolidation sont à la base de la solution approchée qui a été développée et qui permet de calculer la pression interstitielle, les déplacements et les contraintes effectives régnant dans un banc marin, élastique, soumis à deux régimes de vagues sécants. On considère que le sol est homogène, isotrope, saturé et d'épaisseur fine. Les solutions générales tridimensionnelles mises en oeuvre sont facilement transposables à un sol d'épaisseur infinie ou à un sol d'épaisseur finie soumis à un système bidimensionnel de vagues progressives puis stationnaires, cas pour lequel il n'y avait, jusqu'à présent, aucune solution explicite. Cette solution a été vérifée à l'aide des différentes solutions bidimensionnelles calculées à l'aide d'une méthode semi-analytique, d'une approximation couche-limite et d'un modèle numérique. Elle est validée par les résultats expérimentaux. On étudie également l'influence de l'paisseur du banc, du module de cisaillement du sol et de la taille des grains sur la pression interstitielle créée par les mouvements marins.
Sizewell B foundation dewatering—system design, construction and performance monitoring
Authors: Knight D. J. , Smith G. L. , Sutton J. S.
Published: October 2009

The design, construction and extended performance of a major dewatering system allowed the construction of Sizewell B to take place in the dry over an area of 9 ha within a 56 m deep diaphragm wall enclosure over a four-year period. Foundation excavations were up to 15 m below the water-table. The anisotropic permeability of the Norwich Crag aquifer and foundation was determined by an iterative analytical technique applied to pumping tests at the pre-construction stage. An electrical resistance network analogue model using miniaturized resistors was a primary tool for groundwater drawdown predictions which, with non-linear finite element analyses, led to the establishment of a drawdown—settlement relationship used to control the effects on the adjacent operational Sizewell A. A quantitative assessment of the ingress of water through the as-made diaphragm wall and the underlying London clay cut-off stratum, based on the pumping records, is given.

La conception, la construction et ľamélioration des performances ďun grand systéme de drainage ont permis de construire la tranche B de la centrale nucléaire de Sizewell dans un environnement sec. Grâce un mur-diaphragme de 56 m de hauteur, une surface de 9 ha a été asséchée pendant une période de plus de 4 ans. Les excavations des fondations se situaient &garve; plus de 15m sous la surface piezom&garve;trique. Ľanisotropie de perméabilit&acuté de ľaquifére de Norwitch Crac et les fondations ont été déterminées par une méthode analytique itérative reposant sur des essais de pompage effectués lors de travaux préparatoires à la construction. Un modèle fondè sur une analogie avec un circuit de résistances miniaturisées a été associé à une analyse par éléments finis non linéaires. Ces deux modèles ont permisď'effectuer des prèvisions de rabattement de la nappe et ď&gravetablir une relation entre le rabattement et le tassement, afin ďanalyser les effets sur la tranche A en acdvité. Une estimation quantitative des venues ďean, à travers le mur diaphragme et la couche sous-jacente des argiles de Londres, reposant sur des essais de pompage, est fournie.
A laboratory study of the strength of four stiff clays
Authors: Burland J. B. , Rampello S. , Georgiannou V. N. , Calabresi G.
Published: October 2009

The results of oedometer and triaxial tests on high-quality intact samples of four natural stiff clays are presented and compared with the corresponding results for reconstituted clays. By this means it has been possible to identify the influence of the micro-structure on the compressibility and peak strength of the natural clays. All four clays exhibit rapid loss of strength after peak with well-defined post-rupture strength envelopes. At low confining pressures the post-rupture angles of shearing resistance are all close to the corresponding intrinsic critical state values, but for some of the clays there is a small cohesive intercept. At higher confining pressures the post-rupture angles of shearing resistance are less than the corresponding critical state values. It is concluded that the strength reduction that takes place from peak to post-rupture strength is due primarily to breakage of interparticle bonds, but that at higher confining pressures some particle orientation also takes place.

Les résultats dessais oedométriques et triaxiaux sur des échantillons de bonne qualité et intacts, obtenus à partir de quatre argiles raides, non remaniées, sont présentés. Ces résultats sont comparés à ceux obtenus sur des argiles remaniées. ll est alors possible didentifier Iinfluence de la microstructure sur la compressibilité et la résistance au pic des argiles naturelles. Les quatre montrent une décroissance rapide de la résistance après le pic ainsi que des enveloppes de résistance post-rupture bien marquées. A des pressions de confinement faibles, les angles de résistance au cisaillement post-rupture sont tons proches des valeurs intrinseques critiques, mais certaines argiles présentent une faible coh6sion. A des pressions de confinement plus élevées, les angles de résistance au cisaillement post-rupture ont une valeur inférieure aux valeurs de ľétat critique correspondant. On peut donc conclure que la baisse de la résistance entre le pic et la résistance post-rupture est essentiellement due à la rupture de liaisons interparticulaires, mais que lorsque la pression de confinement est élevée, une réorganisation des particules pent aussi avoir lieu.
Elastic visco-plastic modelling of one-dimensional consolidation
Authors: Yin J. -H , Graham J.
Published: October 2009

This paper incorporates an elastic visco-plastic (EVP) constitutive model into the consolidation equation to calculate settlements and excess pore water pressures in clays under multi-stage constant vertical loads in one-dimensional vertical straining. A finite difference method is used to solve the resulting non-linear differential consolidation equation. Results from the model are compared with test data and results from other models. The EVP model is also used to simulate consolidation in different thicknesses of clay to investigate the influence of the thickness on total settlements, dissipation of pore water pressures, strains and stresses. Consolidation analysis using the model can describe phenomena caused by the viscous nature of clays: excess pore water pressures can become larger than their initial values immediately after loading, effective stresses in the clay may become smaller than their initial values, and the relationship between strains and effective stresses at the end of primary consolidation is not unique, but depends on the thickness of the clay layer.

Un modèle de comportement élastique-viscoplastique (EPV) est injecté dans ľéquation de consolidation afin de calculer les tassements et les excès de pression interstitielle dans des argiles soumises à des incréments de chargements verticaux, constants, associés à une déformation verticale unidimensionnelle. La méthode des différences fines est utilisée pour résoudre ľéquation différentielle, non linéaire. Les résultats, obtenus à ľaide de ce modèle, sont comparés à des résultats expérimentaux et à des résultats issus ďautres modèles. Le modèle EPV est aussi utilisé pour simuler la consolidation de différentes épaisseurs dargiles afin de ďeterminer Pinfluence de ľépaisseur sur les tassements totaux, la dissipation des excès de pression interstitielle, les contraintes et les déformations. En utilisant ce modèle, on pent décrire les phénomènes dus &greve; la viscosité des argiles: les pressions interstitielles peuvent revenir à leurs valeurs initiales immédiatement après chargement, les contraintes effectives dans les argiles peuvent devenir inférieures à leurs valeurs initiales et la relation, reliant contraintes effectives et déformations à la fin de la consolidation primaire, nest pas unique mais dépend aussi de ľépaisseur de la couche ďargile.
Limit equilibrium analysis of embedded retaining walls
Authors: Powrie W.
Published: October 2009

Embedded retaining walls are often designed on the basis of limit equilibrium stress distributions. Although this type of analysis has been used widely for many decades, there is considerable scope for confusion and disagreement concerning the values of soil strength and soil– wall friction which should be adopted, and the way in which a factor of safety should be applied. In this paper these issues are investigated with reference to previously-published laboratory and centrifuge model test results, and the observed behaviour of real walls at three sites. It is shown that, for embedded cantilever retaining walls which are either unpropped or propped near the crest, the onset of large deformations is reasonably well predicted by classical limit equilibrium stress distributions, using earth pressure coefficients based on critical state angles of soil friction with wall friction angle δ = Ø' = Ø'crit on both sides of the wall. The case data also tend to confirm that the procedures given in BS 8002 should lead to depths of wall embedment which are sufficient to guard against excessive movements under working conditions, provided that the most onerous geometrical, loading and groundwater conditions are correctly identified, and that the soil strength is selected with care.

Les murs de soutènement encastrés sont habituellement conçus sur la base de la distribution des contraintes à l'équilibre limite. Ce type d'analyse qui a été utilisé durant depuis plusieurs décennies, induit de nombreuses erreurs et confusions concernant le choix des valeurs de résistance du sol et de frottement mur-sol, ainsi que dans le choix d'un facteur de sécurité correct. Dans cet article, ces problemes seront examine's grace a des essais en laboratoire de modeles centrifugés et d'observations in-situ du comportement de murs sur trois sites différents. Il a W observé que pour les murs de soutenement cantilever encastrés, qu'ils soient pourvu on non d'une chaise en tete, Pamorce de grandes deformations est assez bien prévue par la distribution des contraintes a Nquilibre limite, en utilisant les coefficients de pression des terres, avec un angle de frottement du sol a Ntat critique et en prenant un angle de frottement sur le mur δ = Ø' = Ø'crit; sur les deux cotés du mur. L'étude de ces cas tend a confirmer que les procédures données dans le BS 8002 doivent donner des profondeurs d'enfoncement des murs qui sont suffisantes pour se protéger des mouvements excessifs lors de la phase de travaux, pour vu que la géométrie la plus coûteuse, le chargement et les conditions hydrogéologiques soient correctement identifiés et que la résistance du sol soft choisie avec soin.
Ground response during diaphragm wall installation in clay: centrifuge model tests
Authors: Powrie W. , Kantartzi C.
Published: October 2009

A series of centrifuge model tests has been carried out to investigate the ground movements which occur during the installation of diaphragm walls in clay soils. The paper describes the centrifuge modelling technique, with reference to features such as the high initial in situ lateral earth pressures in overconsolidated clay deposits, and the stress and drainage boundary conditions imposed at the interface between the trench and the soil. The changes in pore water pressure and ground movements observed during the simulation of slurry trenching and concreting in a number of centrifuge model tests are described, and the influence of groundwater level and trench geometry is discussed. Ground movements were found to depend on a number of factors, including the initial groundwater level and the geometry (length/depth ratio) of the panel. The initial groundwater level is particularly important: soil surface settlements were reduced by a factor of 10 when a plane strain excavation was carried out with the water-table 10 m below ground level rather than at the soil surface. For a diaphragm wall trench 18·5 m deep and 1 m wide, three-dimensional effects were found to reduce the displacements at the centre-line of a single panel by a factor of 3 (compared with the plane strain case) for a panel 5 m long, but the benefit for a panel 10 m long was much smaller.

Une série d'essais a été réalisée en centrifugeuse pour étudier les mouvements de terrains qui apparaissent lors de la mise en place de puvois moulées dans des sols argileux. L'article décrit la technique de modélisation par centrifugation qui reproduit des conditions telle que la triès forte pression latérale des terres régnant initialement dans une formation argileuse surconsolidée. Il décrit également les conditions limites de contrainte et de drainage imposées à Pinterface entre la tranchée et le sol. On décrit les variations de la pression interstitielle et les mouvements du terrain observés dans de nombreux essais de centrifugation simulant le creusement et le bétonnage, et on discute l'influence du niveau de la nappe et de la géométrie de la tranchée. Les mouvements du terrains semblent dépendre de plusieurs facteurs, entre autre du niveau initial de la nappe et de la géométrie du panneau (rapport longueur/profondeur). Le niveau initial de la nappe est particulièrement important: les tassements à la surface du sol, pour une excavation à déformation plane et une nappe située à 10 m en dessous du niveau du sol, sont divisés par 10 par rapport aux tassements observés avec une nappe affleurante. Pour une tranchée de mur diaphragme de 18,5 m de profondeur et de 1 m de large, la prise en compte de longueurs croissantes permet de réduire les déplacements calculés au milieu d'un panneau. Le déplacement pour un panneau de 5 m de long est divisé par 3 par rapport à celui calculé pour un panneau de longueur unité. Lorsque l'on passe à un panneau de 10 m de long, le gain est beaucoup plus faible.