Shear Characteristics of a Saturated Silt, Measured in Triaxial Compression
Authors: Penman A. D. M. 
Published: October 2009

Synopsis

Drained and undrained triaxial tests have been made on a saturated silt to measure its shear strength under these extreme conditions of drainage. Pore-water pressure was measured in the undrained tests by a servo-type mechanism which required virtually no movement of pore-water to operate it, thereby maintaining the sample at constant volume.

The drained tests have shown that φ decreases with increasing voids ratio, and with increasing lateral pressure—a familiar result. Interlocking is shown to be responsible for the main increase in φ with increasing density, and the magnitude of this effect has been calculated. Even when the interlocking force is subtracted, φD is still found to increase with increasing density. An explanation of this effect, as well as the decrease in φ observed under increased pressure, is given.

The undrained tests show that there is a fall in pore-water pressure during shearing, corresponding to the dilatancy observed in the drained tests, and provided the applied pressures are sufficiently high, this fall in pore pressure governs the ultimate strength. The fall in pore-water pressure is a function of the voids ratio of the silt. Since the ultimate strength is independent of applied pressures (above a critical pressure) the silt can behave as a φ = 0 material to total stresses. Below the critical pressure, the silt behaves as a c and φ material, and this is probably the condition measured in many earlier routine tests on silts.

Des essais triaxiaux avec et sans drainage ont été effectués sur du limon saturé afin d'en mesurer la résistance au cisaillement dans ces conditions extrêmes de drainage. La pression de l'eau interstitiale a été mesurée dans les essais sans drainage par un mécanisme du type servo, qui nécessite pour son opération un mouvement d'eau minimal, et qui de cette manière maintient l'échantillon à. un volume constant. Les essais avec drainage ont démontré que φ diminue avec un rapport des vides grandissant et avec une pression latérale grandissante, résultat familier. L'enclenchement est démontré responsable de l'augmentation principale de φ avec une densité grandissante, et l'on a calculé la grandeur de cet effet. Même quand on soustrait la force d'enclenchement, φD augmente avec une densité grandissante. L'auteur donne une explication de cet effet et de la diminution en φ notée à une pression grandissante. Les essais sans drainage démontrent qu'il se produit une diminution de la pression de l'eau interstitiale pendant le cisaillement, correspondant à la dilation notée dans les essais avec drainage, et pourvu que les pressions appliquées soient suffisamment élevées, cette diminution de la pression de l'eau interstitiale influe sur la résistance limite. La diminution en pression de l'eau interstitiale est en fonction du rapport des vides du limon. Du fait que la résistance limite est indépendante des pressions appliquées (au-dessus d'une pression critique) le limon peut se comporter comme une matière φ = 0 par rapport aux forces totales. Au-dessous de la pression critique, le limon se comporte comme une matière c et φ, et c'est probablement cette condition qui a fait l'objet des mesures au tours de plusieurs essais courants effectés antérieurement sur le limon.