The intrinsic behaviour of a decomposed granite soil
Authors: Lee I. K. , Coop M. R. 
Published: October 2009

The intrinsic mechanics of a decomposed granite soil were investigated by triaxial tests at standard pressures and at high pressures up to 35 MPa to compare its behaviour in its saturated, partially saturated and dry states. In each case it was found that the behaviour could be described within a critical state framework with particle breakage as the principal means of plastic volumetric compression. The behaviour of partially saturated samples compacted at around the optimum water content was found not to differ appreciably from that of saturated samples. In contrast, tests on dry samples revealed a state boundary surface for the dry soil which exists outside that of the saturated soil. Sieve analyses showed this to result from the fact that the soil in its dry state was subject to a smaller amount of particle breakage. Although the critical state friction angle is not affected by the presence of water, the location of the state boundary surface at higher volumes/stresses for the dry soils results in the dry soil giving greater peak strengths and stiffnesses at a given pressure than the saturated soil. Flooding of a dry sample whose state lies outside the boundary surface of the saturated soil can therefore result in large strains as the soil state collapses back on to that surface. Samples compacted at the optimum water content and allowed to dry develop inter-particle bonds, further increasing the peak strength of the soil so that it reaches states outside the boundary surface of the loose dry soil. Again wetting causes immediate collapse to the equivalent saturated state.

La mécanique intrinséque d'une aréne granitique a été étudiée à l'aide d'essais triaxiaux, pour des pressions courantes et des fortes pressions (supérierures à 35 MPa), qui ont permis de comparer les différents comportements observés pour les états secs, saturés et partiellement saturés. apparait que le comportement, dans chacun des cas, peut être décrit suivant un modèle à l'état critique dans lequel le principal moteur de la compression volumique plastique est la rupture des particules. Le comportement des échantillons partiellement saturés, compactés autour de l'optimum de teneur en eau, différe peu de celui des échantilIons saturés. Par contre, les essais réalisés sur des échantillons secs mettent en évidence l'existence d'une surface limite située, pour les sols secs, au dessus de celle des sols saturés. Les essais de tamisage montrent une rupture des particules moins importante dans le sol sec. Bien que l'angle de frottement a l'état critique soit indépendant de la présence d'eau, le lieu des surfaces limites des sols secs, pour des rapports volume/contrainte plus élevés, dépend de la résistance au pic et de la raideur qui sont, pour une pression donée, plus importantes dans les sols secs que dans les sols saturés. L'immersion d'un sol sec se situant au dessus de la surface limite d'un sol saturé, peut induire de grandes déformations résultant de l'effondrement de l'état du sol sur cette surface limite. Dans les échantillons compactés à l'optimum de teneur en eau puis soumis à une déshydratation, il apparait des liaisons interparticulaires qui entrainent une augmentation de la résistance au pic du sol et conduisent le sol à un état situé au dessus de la surface limite d'un sol sec lâche. Toute réhydratation du matéiau amène immédiatement le sol à son état de saturation équivalent.