bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Weathering, structure and in situ stress in residual soils
Authors: Vaughan P. R. , Kwan C. W.
Published: October 2009

No theory exists which relates the formation of a residual soil to the in situ stresses which develop in it. A theory is developed in this Paper which relates in situ stress in level ground to weathering modelled as a weakening process. The loss of stiffness during weakening is modelled by isotropic elastic theory with reducing elastic parameters, and loss of strength by a Coulomb failure criteria with reducing c′ and ø′. A small amount of weakening causes in situ horizontal stress to approach a limiting value set by the value of Poisson's ratio assumed. Low horizontal stresses are thus predicted. The solution is extended to the infinite slope, in which even lower stresses are predicted. Internal shear failure, which may lead to densification of high porosity soils, is predicted due to loss of strength in the final stages of weathering. Porosity changes in weathered granite are found to be consistent with the predictions of the theory. Conditions in which the weathering theory would be inapplicable are discussed.

Il n'y a aucune théorie qui relie la formation d'un terrain résiduel aux contraintes qui s'y développent in situ. Cet article présente une théorie qui relie la contrainte en place dans un terrain à l'altération, modelisée comme un phénomène de ramollissement. La perte de rigidité pendant le ramollissement est modelisée par la théorie élastique isotrope avec des paramètres élastiques réduits et la perte de résistance par un critère de rupture type Coulomb avec c′ et ′ réduits. Un léger ramollissement induit une contrainte horizontale en place voisine d'une valeur limite déterminée par la valeur du coefficient de Poisson admise. On prédit ainsi des contraintes horizontales de valeur faible. La méthode s'applique aussi à une pente infinie, dans le cas de laquelle des contraintes encore plus faible sont prédites. On prédit la rupture de cisaillement interne, qui peut provoquer la densification des sols très poreux, par la perte de résistance pendant les étapes finales d'altération. On a trouvé que les changements dans la porosité du granit altéré s'accordent avec les prédictions de la théorie. L'article discute les conditions dans lesquelles la théorie de ramollissement serait inapplicable.
Effect of disturbance on parameters derived from self-boring pressuremeter tests in sand
Authors: Fahey M. , Randolph M. F.
Published: October 2009

A series of field tests has been performed to investigate the effects of drilling disturbance on the values of the parameters derived from self-boring pressuremeter tests in sand. The approach adopted consisted of using different drilling shoe and cutter geometries, thereby deliberately causing varying amounts of drilling disturbance. The results show that the values of friction angle φ′ and dilation angle ν are sensitive to drilling disturbance. A procedure for correcting for the effects of drilling disturbance is proposed; however, it is demonstrated that the best results are obtained when drilling disturbance is kept to a minimum.

Une série d'essais in situ a été exécutée pour examiner les effets du remaniement par le forage sur les valeurs des paramètres dérivés des essais d'autoforage pressiométrique dans le sable. La méthode adoptée comporte l'emploi de différentes géometries du sabot de forage et de l'outil de coupe, afin de provoquer exprès des valeurs variées de remaniement par le forage. Les résultats indiquent que les valeurs de l'angle de friction φ′ et de l'angle de dilatation ν sont sensibles au remaniement provoqué par le forage. L'article propose une méthode de corriger les effects du remaniement par le forage, tout en démontrant que les meilleurs résultats sont obtenus lorsque le remaniement par le forage est reduit au minimum.
Settlement monitoring of buildings in Central Scotland
Authors: Macleod I. A. , Paul J. G.
Published: October 2009

A programme of monitoring of buildings for settlement and cracking is described. Six sites in Central Scotland were chosen with work starting in 1973. The five types of construction involved in the study were three-storey reinforced concrete frames on cellular rafts founded on soft clay; four-storey reinforced concrete frame on strip and pad footings founded on mixed ground; five-storey reinforced concrete frame on raft founded on stiff clay; three-storey brick/blockwork building on cellular raft founded on soft clay and two-storey brick/blockwork buildings on rafts founded on very soft clay. Varying degrees of settlement and damage were observed. At only one site (Grangemouth) was the damage considered to be moderate. The buildings with cellular raft foundations performed well but solid rafts were found to be less effective in some cases. The results show good correlation with previously proposed means of defining threshold of damage due to differential settlement.

L'article décrit un programme pour contrôler les bâtiments en ce qui concerne le tassement et la fissuration. Six emplacements ont été choisis en Ecosse Centrale, où le travail a commencé en 1973. Les cinq types de construction étudiées étaient des montures en béton armé à 3 étages sur des radiers cellulaires fondés sur de l'argile tendre; des montures en béton armé à 2 étages sur empattement à tampon fondé sur du terrain mixte; des montures en béton armé à 5 étages sur des radiers cellulaires fondés sur de l'argile rigide; des bâtiments en briques/blocs à 3 étages sur des radiers cellulaires fondés sur de l'argile tendre, et des bâtiments en briques/blocs à 2 étages sur des radiers fondés sur de l'argile très tendre. De différents degrés de tassement et de dégâts ont été observés. Les dégâts ont été évalués comme modérés à un emplacement seulement (Grangemouth). Les bâtiments sur les fondations avec les radiers cellulaires ont montré de bonnes performances, tandis que les radiers massifs se sont comportés de façon moins effective dans de certains cas. Les résultats indiquent une bonne corrélation avec les méthodes déjà proposées pour définir le seuil des dégâts dus au tassement différentiel.
Soil mechanics aspects of dredging
Authors: Van Leussen W. , Nieuwenhuis J. D.
Published: October 2009

For a long time the art of dredging was based on empiricism. In recent decades more fundamental research has been performed, which has demonstrated that soil mechanics parameters play a dominant part in many dredging processes. Some research results are presented in this Paper, referring especially to processes for the excavation of sand below water level. Attention is paid to each of the geotechnical parameters acting in these processes and also to their estimation by field tests.

Pour longtemps l'empirisme a dominé le métier de dragage. Mais depuis quelques dizaines d'années la recherche plus fondamentale contribue à la connaissance du métier de manière à montrer le rôle dominant des paramètres géotechniques. Quelques résultats de recherche sont présentés ici, notamment les recherches éxécutées sur le déblayage du sable sous eau. Les paramètres importants sont décrits et discutés. En outre leur détermination in-situ est considérée.
Experiments on the flow behaviour of granular materials at high velocity in an open channel
Authors: Hunger O , Morgenstern N. R.
Published: October 2009

A series of laboratory flume experiments has been conducted to investigate the flow behaviour of dry sand at high velocities. The first incentive for this experimental programme was an attempt to explain the high mobility of apparently dry masses of rapidly moving broken rock during rock avalanches (stürzstroms). Test velocities of over 5 m/s and most other parameters of the tests were found to be dimensionally similar to those for a typical rock avalanche. Yet, the conclusion was negative: even the most rapid of the experiments indicated flow behaviour which is in conformity with the constant volume uniform Coulomb friction relationship as applicable to slow shearing. This conclusion was confirmed independently both by direct measurements of base friction and mean density of the flows and by detailed observations of flow uniformity, acceleration and velocity profiles. The surprising mobility of st¨rzstroms therefore requires a different explanation.

Une série de tests à canaux a été entreprise dans le laboratoire pour étudier l'écoulement du sable sec à de hautes vélocités. Le programme expérimental devait principalement expliquer la haute mobilité des masses apparemment séches des rochers brisés en mouvement rapide pendant les avalanches de rochers (Sturzstrüme). Des vélocités expérimentales de plus de 5 m/s et la plupart des autres paramètres des tests étaient pareils en dimensions à une avalanche de rochers typique. La conclusion a été pourtant négative: méme les expériences les plus rapides ont indiqué un écoulement qui est en conformité avec le rapport de frottement Coulomb uniforme à volume constant comme appliqué au cisaillement lent. Cette conclusion a été confirméeindependamment par des mesures du frottement profond et de la densité moyenne des écoulements autant que par des observations detaillées de l'uniformité de l'écoulement, de l'accélération et des profils de vélocité. La mobilité surprenante des avalanches de rochers (Sturzströme) exige par conséquent une explication différente.
Simulation for risk analysis with correlated variables
Authors: Nguyen V. U. , Chowdhury R. N.
Published: October 2009

A Monte-Carlo simulation technique for geotechnical risk analysis with correlated random variables is presented. The proposed method is illustrated by an example of time required for water-table draw-down near a box cut of an open strip coal mine. The permeability and storage coefficient are considered as correlated stochastic variables. The results are compared with those achieved by using Rosenblueth's point estimate method for finding statistical moments as well as the well-known Taylor series approach. Excellent agreement is achieved for the first two moments. For higher moments the Rosenblueth method provides a better approximation to the simulation solution than does the Taylor series method. The role of a valid risk analysis technique for correlated variables is discussed and the application of the Paper to stability analysis of slopes is highlighted.

L'article présente une technique de simulation type Monte-Carlo pour l'analyse géotechnique des risques avec des variables aléatoires corrélatives. La méthode proposée est illustrée à l'aide de l'exemple du temps nécessaire pour le rabattement de la nappe aquifére dans le voisinage d'une tranchée rectangulaire dans une mine à ciel découvert. La perméabilité et le coefficient d'accumulation sont considérés comme des variables aléatoires corrélatives. On compare les résultats avec ceux obtenus par la méthode d'évaluation par pointes (Rosenblueth) pour découvrir les moments statistiques aussi bien qu'avec la méthode connue des séries de Taylor. Pour les deux premiers moments on obtient un accord excellent. Pour des moments supérieurs la méthode de Rosenblueth offre une meilleure approximation à la solution par simulation que ne le fait la méthode des séries de Taylor. L'article discute le rôle joué par une technique analytique valable des risques pour les variables aléatoires corrélatives et souligne la validité de la méthode présentée pour l'analyse de la stabilité des talus
The use of probability theory to assess the safety of propped embedded cantilever retaining walls
Authors: Smith G. N
Published: October 2009

The use of probability theory in the assessment of the reliability of a propped embedded cantilever retaining wall is described. The method of analysis is a numerical one and involves an iterative procedure by which the reliability index π of the system is evaluated. Knowing π, a nominal value of the probabilityof failure of the structure can be obtained. It is shown that a powerful feature of the probability approach is that, whereas the four methods generally used to determine the factor of safety F of a propped embedded wall give four different F values, the same four methods all give the samevalue for β.

L'article décrit l'emploi de la théorie de probabilité dans I'éaluation de la fiabilité d'un mur de souténement cantilever. La méthode d'analyse est numérique et comprend une procédure iterative grâce à laquelle on peut évaluer I'indice de fiabilité β du systéme. Lorsquela valeur de β est connue il est possible d'obtenir une valeur nominale pour la probabilité de rupture de la construction. Bien que les quatre méhodes généralement employées pour déterminer lefacteur de sécuritt F d'un mur cantilever produisentquatre valeurs différentes pour ce facteur, chacune de ces mêmes méthodes donne la même valeur pour β ce qui souligne la grande utilité de la méthode de la probabilité.
Centrifuge scaling considerations for fluid-particle systems
Authors: Tan T.-S. , Scott R. F.
Published: October 2009

Two simulations are involved when a centrifuge is used to test models. First, the behaviour of the model in a uniform ngfield is assumed to be similar to that of the prototype. Then the centrifuge is assumed to produce an equivalent nggravitational field. For most static problems, the centrifuge does produce an equivalent ng gravitational field, but for some dynamic problems involving saturated soil these assumptions can break down. When the soil particles and fluid are moving relative to one another, the behaviour in the ngfield is not similar to that in the 1gfield unless the Reynolds number in both conditions is less than unity. Since this is a special circumstance, the centrifugal behaviour is not similar to that of the prototype in most cases. To illustrate this, the similarity requirements are examined for a single particle moving in a fluid. If different fluids are used in the model and prototype, then the difference in densities must also be accounted for.

Les essais de modèles dans une centrifugeuse impliquent deux simulations. Premièrement, on suppose que le comportement du modèle dans un champ uniforme ngest similaire à celui du prototype. Ensuite, on admet que la centrifugeuse produit un champ gravitationel équivalent à ng.Dans la plupart des cas, la centrifugeuse produit effectivement un champ gravitationel équivalent à ngmais pour certains problèmes dynamiques concernant des sols saturés ces hypothèses peuvent être erronées. Le comportement à l'intérieur de ce champ n'est analogue à celui de lg que si le nombre de Reynolds est inférieur à l'unité. Le comportement à l'intérieur de la centrifugeuse n'est pas semblable à celui du prototype. Si on utilise différents fluides pour le modèle et le prototype, alors il faut tenir compte de la différence de densité.
Induced and inherent anisotropy in sand
Authors: Wong R. K. S. , Arthur J. R. F.
Published: October 2009

Data from an extensive series of drained tests on dense sand in a directional shear cell have been used to explore the interaction of inherent and induced anisotropy. The essential link between previous strain and induced anisotropy has been demonstrated. This link is shown to hold regardless of any inherent anisotropy or previous cyclic rotation of principal stress directions. In dense sand a small permanent shear strain of the order of 0·5% leads to significant induced anisotropy. Induced anisotropy is shown as causing very large directional variations in stiffness of sand and associated capability for porewater pressure generation. The underlying causes of inherent and induced anisotropy are discussed and related to the widely recognized persistence of inherent anisotropy which frequently controls peak shear resistance. Possible methods for predicting the effects of anisotropy are briefly discussed.

Des données obtenues à partir d'une série grande d'essais drainés effectués sur du sable dense dans une cellule de cisaillement directionnel ont été employées pour étudier l'interaction entre l'anisotropie inhérente et induite. On a démontré que le lien essentiel prouvé entre la déformation précédente et l'anisotropie induite reste valable indépendamment de l'anisotropie inhérente ou de la rotation cyclique précédente des directions principales de contrainte. Dans du sable dense une petite déformation de cisaillement permanente de l'ordre de 0, 5% produit une anisotropie induite importante. On indique comment l'anisotropie induite provoque de très grandes variations différentielles dans la rigidité du sable et la capacité associée pour générer la pression de l'eau interstitielle. Les raisons profondes de l'anisotropie inhérente et induite sont discutées et reliées à la persistance connue de l'anisotropie inhérente qui régit fréquemment la résistance maximale au cisaillement. L'article discute brièvement des methods possibles pour prévoir les effets de l'anisotropie.
Wave-induced stresses in unsaturated submarine sediments
Authors: Okusa S.
Published: October 2009

A simple method to solve the problem of pore pres-sure and effective stresses induced by harmonic waves in a poroelastic sediment is presented by using Biot's equation and a compatibility condition for elasticity. The sediment is assumed to obey the effective stress principle in the normal definition for saturated sedi-ments, although it may contain gas bubbles occluded in the porewater. The governing equation is a fourth-order partial differential equation in terms of pore pressure or effective mean normal stress. The solutions contain Skempton's pore pressure coefficient B. For unsaturated sediments, with B < 1, the pore pressure and effective stresses induced by wave action consist of two parts. One part depends only on the wavelength and the other part depends on both the sediment and the wave characteristics. The second part is out of phase with the wave. When the submarine sediment is unsaturated, the wave-induced negative effective nor- mal stresses become greater under the trough of waves. A zone where the in situ vertical effective normal stress or the in situ effective mean normal stress becomes zero is formed in a gas-laden sediment under certain wave conditions. The coefficient B plays a role in controlling the wave-induced instability of submarine sediments.

Une methode tres simple pour résoudre le problème de la pression interstitielle et des contraintes effectives ind uites par des vagues harmoniques dans un sédiment poroétlastique est présentée à l'aide de l'equation de Biot et dune condition de compatibilité pour l'tlasticitt. On admet que le sediment obtit au prin-cipe de la contrainte effective dans la definition nor-male pour les sédiments saturts, bien qu'il puisse contenir des bulles de gaz incluses dans l'eau inter-stitielle. l'equation dominante est une équation par-tielle difftrentielle d'ordre 4 en termes de pression interstitielle ou de contrainte normale moyenne effec-tive. Les solutions contiennent le coefficient B de pression interstitielle de Skempton. Pour les sédiments non-saturés avec B < 1 la pression interstitielle et les contraintes effectives induite par l'action des vagues comportent en deux parties. Une partie ne dépend que de la longeur d'onde, tandis que l'autre partie dépend a la fois du sediment et des caracteristiques des vag-ues. La deuxieme partie est déphasée par rapport à la vague. Lorsque le sédiment est non-saturé les con-traintes normales effectives négatives induites par les vagues s'accroissent sous les points-bas des vagues. Sous de certaines conditions des vagues une zone se forme dans un sediment charge de gaz oti la contrainte normale effective verticale ou bien la contrainte nor-male moyenne effective en place est réduite à zéro. Le coefficient B jôue un role dans le contrôle de l'instabilité des sédiments sousmarins induite par les vagues.
The strength and dilatancy of sands
Authors: Bolton M. D.
Published: October 2009

Extensive data of the strength and dilatancy of 17 sands in axisymmetric or plane strain at different densities and confining pressures are collated. The critical state angle of shearing resistance of soil which is shearing at constant volume is principally a function of mineralogy and can readily be determined experimentally within a margin of about 1°, being roughly 33° for quartz and 40° for feldspar. The extra angle of shearing of ‘dense’ soil is correlated to its rate of dilation and thence to its relative density and mean effective stress, combined in a new relative dilatancy index. The data of ø′max – ø′crit in triaxial or plane strain are separately fitted within a typical margin of about 2°, though the streneth of certain sands is underpredicted in the 1000–10000 kN/m2 range owing to the continued dilation of their crush-resistant grains. The practical consequences of these new correlations are assessed, with regard to both laboratory and field testing procedures.

L'auteur analyse de nombreuses données concernant la résistance et la dilatance de 17 sables sous déformation plane ou axisymétrique pour différentes densités et pressions d'étreinte. L'angle de résistance au cisaillement dans l'état critique d'un sol soumis au cisaillement à volume constant est principalement une fonction de la minéralogie et peut se déterminer facilement à 1° près, comme ayant une valeur d'environ 33° pour le quartz et 40° pour le feldspath. L'angle supplémentaire de cisaillement d'un sol dense dépend à sa vitesse de dilation donc de sa densité relative et de la contrainte effective moyenne, combinées dans un nouvel indice de dilatance relative. Les données de ø′max – ø′crit en déformation plane ou triaxiale sent separées par une marge de 2° approximativement, bien que la résistance de certains sables soit sousestimée dans une fourchette de 1000 – 10000 kN/m2 en raison de la poursuite de la provoquée par l'écrasement de leurs grains résistants. L'article évalue les conséquences pratiques de ces nouvelles corrélations en ce qui concerne les méthodes d'essai en laboratoire et in-situ.
Geotechnical properties of weak sandstones
Authors: Dobereiner L. , Freitas M. H. De
Published: October 2009

Weak sandstones are here defined as having a saturated uniaxial compression strength of 0·5–20 MPa. The mineralogy, texture, density, porosity and saturated moisture content of these materials have been studied together with their permeability, strength and deformability. Microscopic characters, in particular mineral composition, packing density, area of grain contact and grain size distribution, were successfully used to explain the strength, deformability and permeability of weak sandstones. A practical index parameter for assessing the strength and deformability of weak sandstones has been revealed by this work and is their saturated moisture content. Relevant aspects of the behaviour of weak sandstones may be combined in a geotechnical classification such as that proposed in this Paper for these materials. The sandstones studied came from Brazil, Portugal, Turkey and the UK.

L'article définit les grès peu résistants comme ceux qui possèdent une résistance à la compression uniaxiale dans l'état saturé comprise entre 0, 5 et 20 MPa. Les différents aspects de ces grès—minéralogie, texture, densité, porosité et teneur en eau dans l'état saturé—ont été étudiés en même temps que leur perméabilité, leur résistance et leur déformabilité. On a réussi à expliquer la résistance, la déformabilité et la perméabilité des grès peu resistants surtout à partir de leurs caractéristiques microscopiques—composition minérale, densité d'assemblage, surface de contact entre les grains et répartition granulométrique. Ce travail a révélé que la teneur en eau dans l'état saturé des grès peu résistants représente un paramètre pratique pour évaluer leur résistance et leur déformabilité. Une classification géotechnique telle que celle proposée dans cet article pour les grès peu résistants combine des aspects importants de leur comportement. Les grès étudiés étaient de provenance brésilienne, portuguaise, turque et britannique.
Sand sheared by stresses with cyclic variations in direction
Authors: Wong R. K. S. , Arthur J. R. F.
Published: October 2009

The effects of rotating principal stress directions cyclically in sand under drained conditions are described. Other variables have been eliminated or made the subject of a separate assessment. The necessity of distinguishing between cyclic stress paths involving different rotations of principal stress directions is demonstrated. New aspects of material behaviour observed include a strong tendency of the major principal strain increment direction to follow with a phase lag the change in direction of the stress increment rather than stress. A new stress4ilatancy relationship is found in continuous cyclic rotation. The amplitude of this rotation establishes the minimum principal stress ratio σ1'/σ3' at which strain accumulates continuously, cycle by cycle, for any density of sand. In loose sand the same amplitude also controls the maximum compression achieved. As this compression increases with amplitude the same mechanism would account for the remarkably dense deposits of sand formed in the North Sea. The findings should be helpful in assessing the effects and risks of particular cyclic loading stress paths. For instance there is a risk of generating high pore pressures in dense sand as a result of some cyclic stress paths, but no risk if the directions of principal stress rotate contin- uously and particle crushing is not a factor.

L'article décrit les effets de la rotation des directions principales de contraintes cycliques dam du sable sous des conditions drainées. D'autres variables ont été éliminées ou évaluées séparément. On démontre le besoin de faire une distinction entre les chemins de contrainte cycliques lors de différentes rotations des directions principales de contrainte. De nouveaux aspects du comportement de la matiére ont été observés. Par example, la direction principale de I'augmentation de déformation a une forte tendance à suivre avec un retard de phase le changement dans la direction de I'augmentation de déformation plûtot que la déformation elle-même. On a découvert un nouveau rapport entre dilatance et déformation dans la rotation cyclique continue. En effet l'amplitude de cette rotation établit le rapport de déformation principale minimal σ1'/σ3' auquel la déformation s'accumule cycle par cycle pour n'importe quelle densité du sable. Dans du sable lâche la même amplitude contrôle aussi la compression maximale obtenue. Comme cette compression s'accroît avec l'amplitude, le même mécanisme expliquerait les dépôts de sable extrêmement denses formés dam la Mer du Nord. Ces conclusions devraient aider dans l'évaluation des effets et des risques des chemins de déformation spécifiques du chargement cyclique. On court le risque, par exemple, de générer des pressions interstitielles élevées dans du sable dense comme résultat de certains chemins de déformation cyclique. Au contraire, il n'y a aucun risque si les directions de déformation principale tournent de façon continue et si I'écrasement des particules ne joue aucun rôle.
Non-linear analysis of laterally loaded piles in heavily overconsolidated clays
Authors: Davies T. G. , Budhu M.
Published: October 2009

The results of a comprehensive study of the non-linear load-deformation response of laterally loaded single piles embedded in heavily overconsolidated clays are presented. These results show the influence of soil shear strength on both deformations and bending moments. Detailed discussions of soil properties, an illustrative example and a case history study are provided to facilitate application of these data to design.

L'article présente les résultats d'une étude approfondie de la réponse à la déformation de chargement non-linéaire des pieux simples sollicites latéralement et encastrés dans des argiles fortement surconsolidées. Ces résultats démontrent l'influence exercée par la résistance au cisaillement du sol sur les déformations et les moments de flexion. Des discussions détaillees des pro-priétés de sol, un exemple clair et un cas réel sont fournis pour faciliter l'application de ces données à la construction.
The elastic stability of shallow buried tubes
Authors: Moore I. D.
Published: October 2009

Theoretical solutions exist for buried tube buckling, but the influence of the depth of burial on the critical hoop forces is not well understood. Consequently a study of shallow buried tube buckling is carried out using both analytical and numerical methods. If the ground surrounding a shallow buried tube is approximated by a circular cylinder of soil which extends to the ground surface, then it is possible to develop analytical solutions for the hoop forces which elastically destabilize the structure. Three such solutions are examined, based on both subgrade and elastic continuum representations of the soil material. A finite element solution is also examined, which yields a solution for more realistic ground support conditions. That solution is used to undertake a parametric study of the problem, where the effects of ground and structural stiffness, burial depth and distribution of hoop forces around the tube circumference are examined. A procedure is also developed which permits the straightforward estimation of distributions of hoop compression which elastically destabilize shallow buried tubes.

Des solutions théoriques existent concernant la déformation des tubes enterrés mais l'influence exercée par la profondeur d'enfouissement sur les forces de frettage critiques n'est pas bien comprise. Par conséquent on a étudié la déformation des tubes enterrés peu profondément à l'aide de méthodes analytiques et numbriques. Si le terrain entourant un tube faiblement enterré est représenté approximativement par un cylindre circulaire de sol qui s'étend jusq'á la surface du terrain, il est possible de développer des solutions analytiques pour les forces de frettage qui détstabilisent la structure de façon élastique. On examine ainsi trois solutions qui sont basées sur des représentations du sol sous l'aspect de la fondation et du continuum élastique. On considère aussi une solution à éléments finis qui donne un réultat pour des conditions d'appui du sol plus réalistes. Cette solution est utilisée pour effectuer une étude paramétrique du problème, dans laquelle on évalue les effets de la rigidité du terrain et de la structure, de la profondeur d'enfouissement et de la distribution des forces de frettage autour de la circonférence du tube. Une procédure est présentée qui permet une évaluation des distributions de compression qui déstabilisent les tubes faiblement enfouis de façon élastique.
Bearing capacity of friction piles in marine clay
Authors: Konrad J.-M. , Roy M.
Published: October 2009

A full-scale investigation with two instrumented test piles was carried out at the St Alban test site, to study the increase in bearing capacity with time of short friction piles jacked into an over-consolidated soft sensitive marine clay. It is shown that the increase in shaft bearing capacity with time is significant and reaches about 12 times the initial shaft supporting capacity. The maximum skin friction is developed when the excess pore pressures generated during driving are fully dissipated after about 600 h. The results of load tests strongly suggest that effective stress parameters govern the behaviour of friction piles during the reconsolidation phase. The shaft bearing capacity is underestimated by approximately 45% with an effective stress approach in which the Ko, value is inferred from 1 – sin φ. However, if the measured values of Ko are taken, the calculated load carried by shaft friction is 70–90% of the actual shaft capacity. It is shown that the ultimate toe bearing capacity is strain rate dependent. For strain rates less than 5 × 10-4/s, which corresponds to pile penetration rates less than O·1 cm/s, the behaviour of tbe clay surrounding the toe is partially drained. Thus, the prediction of toe resistance for load testing conditions, i.e. a penetration rate of about 0·0001 cm/s, is complex and cannot be carried out with the undrained characteristics of the clay.

Un essai en vraie grandeur a été effectué sur deux pieux instrumentés au centre d'expéiences de St Alban afin d'étudier I'accroissement dans le temps de la portance des pieux flottants courts vérinés dans une argile marine tendre surconsolidée sensible au remaniement. L'article démontre que la portance s'accroît de façon significative dans le temps et atteint environ 12 fois la valeur originale. Le frottement maximal est atteint lorsque les surpressions interstitielles créées au cours du battage des pieux se dissipent complètement après environ 600 h. Les résultats des essais de chargement montrent que les paramètres de contrainte effective régissent le comportement des pieux flottants pendant la phase de reconsolidation. La portance est sous-estimée d'environ 45% avec une méthode employant la contrainte effective dans laquelle la valeur Ko, est prise égale à 1 – sin ø. Cependant, si on prend les valeurs mesurées de Ko la charge calculée portée par le frottement représente entre 70% et 90% de la capacité réelle. On démontre que la force portance limite de pointe dépend dutaux de déformation. Pour des taux de déformation inférieurs à 5 × 10-4'/s, ce qui correspond à des vitesses de pénétration inférieures à 0, l cm/s, le comportement de l'argile entourant la base du pieu est partiellement drainé Il est ainsi très dificile de prédire la réistance de pointe pour des conditions d'essais de chargement, c'est-à-dire un taux de pénétration d'environ 0,001 cm/s, et aucune prédiction ne peut se faire sur la base des caractéristiques non-drainées de l'argile.
Preconsolidation pressure from piezocone tests in marine clays
Authors: Konrad J.-M. , Law K. T.
Published: October 2009

Piezocone penetration tests were carried out at five sites in marine clay with overconsolidation ratios ranging from 1·3 to 4·8 A simple model for the behaviour of these clays indicates that the effective vertical yield stress mobilized along the cone axis during penetration is equal to the difference between the actual induced total vertical stress in the soil and the total porewater pressure. The actual induced total vertical stress can he derived from piezocone test data. Theoretically the ratio of the vertical yield stress inferred from piezocone results and the preconsolidation pressure should correlate with the overconsolidation ratio. This hypothesis is supported by the field and laboratory investigations presented in this study.

Des essais de pénétration avec un piezocone ont été effecté sur cinq sites d'argile marine ayant des rapports de surconsolidation variant de 1,3 à 4,8. Un modèle simple de comportement de ces argiles indique que la contrainte effective verticale à l'état limite mobilisée durant la pénétration est égale à la différence entre la contrainte totale verticale et la pression interstitielle générées dans le sol. La contrainte totale verticale peut être déterminée à partir des réultats des essais de piezocone. En théorie, le rapport de la contrainte verticale à l'état limite, calculée à partir des résultats du piezocone, et de la pression de surconsolidation devrait être une fonction du rapport du surconsolidation. Cette hypothése est vérifiée par les essais in situ et de laboratoire présentés dans cet article.
The thickness of shear bands in granular materials
Authors: Mühlhaus H. B. , Vardoulakis I.
Published: October 2009

Cosserat's theory for granular materials under plane strain conditions of deformation is presented. The constitutive equations discussed are a generalization of the j2 deformation theory of plasticity for frictional materials with internal constraint. Shear band formation is treated as a bifurcation problem and predictions about the state of bifurcation, the shear band orientation and the evolution of its thickness are made. The theoretical predictions are tested against experimental results from biaxial tests on sand specimens.

Dans cet article on présente une théorie de Cosserat pour des matériaux pulvérulents soumis à des déformations planes. Les équations rhéologiques proposées représentent une généralization de la théorie de la deformation J2 pour les matériaux à frottement interne avec contraintes internes. La formation de bandes de cisaillement y est traitée comme étant un probléme de bifurcation et on y fait des prédictions à propos de l'état de bifurcation, de l'orientation de la bande de cisaillement et de l'évolution de son épaisseur. Les prédictions basées sur la théorie sont comparées à des résultats expérimentaux obtenus dans des essais biaxiaux avec des échantillons de sable.
Rectangular hyperbola method of consolidation analysis
Authors: Sridharan A. , Murthy N. S. , Prakash K.
Published: October 2009

The time factor T and the degree of consolidation U relationship from Terzaghi's theory can be shown to be a rectangular hyperbola over the degree of consolidation range 60–90%. In this Paper, the similarities between theoretical T/U versus T and experimental t/δ versus t plots (where t is the time and δ is the compression) are used to present a simple method of determining the coefficient of consolidation. Many consolidation test results were analysed, and the values of the coefficients of consolidation obtained by the rectangular hyperbola method are seen to lie in between those obtained from the Taylor and Casagrande methods. Further, the rectangular hyperbola method provides a simpler method of predicting the magnitude of primary compression. The non-dimensional slope of the t/δ versus t plot is a useful parameter in predicting the magnitude and time for primary compression.

On démontre que le rapport entre le facteur de temps T et le degré de consolidation U selon la théorie de Terzaghi représente une hyperbole rectangulaire sur un palier de consolidation de 60–90%. L'article utilise les ressemblances entre les tracés théoriques T/U contre T et les tracés expérimentaux t/δ contre t (ou t représente le temps pour la compression) pour présenter une méthode très simple pour déterminer le coefficient de consolidation. Une analyse de nombreux résultats d'essais de consolidation montre que les valeurs des coefficients de consolidation obtenus par la méthode de l'hyperbole rectangulaire sont intermédiares entre celles obtenues à partir des méthodes de Taylor et de Casagrande. La méthode de l'hyperbole rectangulaire est d'ailleurs étudiée de façon plus détaillée et employée pour prédire la valeur de la compression primaire avec facilité. L'article démontre que la pente non-dimensionnélle du tracé t/δ contre t est un paramètre utile pour prédire la valeur de la compression primaire et le temps relatif nécessaire.
Three-dimensional consolidation theory in terms of the velocity of solids
Authors: Helm D. C.
Published: October 2009

A new equation of motion for the velocity of solids is derived which is applicable to three-dimensional consolidation problems. It simply expands Gerse-vanov's generalization of Darcy's law by incorporating Terzaghi's principle of effective stress and the Buckingham-Hubbert concept of fluid potential. A stress-strain relation completes the derivation. Mass balance is not invoked. The fundamental nature of the governing equation is indicated as follows. If the divergence of each term within the governing equation is taken and then mass balance is invoked, the resulting expression is Biot's simplified theory of three-dimensional consolidation plus gravitational effects and other in situ stress terms. The ease of using the new theory is demonstrated by applying it to some classical boundary value problems of consolidation.

L'article propose une nouvelle équation de mouvement pour le mouvement des solides qui s'applique à des problèmes de consolidation tridimensionnelles. Elle ne fait qu-élargir la généralisation faite par Gersevanov de la loi de Darcy, en y incluant le principe de Terzaghi concernant les contraintes effectives et la notion de potentiel fluide due à Buckingham-Hubbert. Le calcule est complété par une relation tension-déformation. L'équilibre des massses n'est pas employé. L'exemple suivant indique la nature fondamentale de l'équation principale. Si on prend la divergence de chaque terme dans l'équation principale et puis on écrit l'équilibre des masses, l'expression qui en résulte représente la théorie simplifiée de Biot concernant la consolidation tridimensionnelle avec l'addition des effets de gravitation et d'autres termes de contraintes in situ. L'article démontre la facilité d'emploi de la nouvelle théorie en l'appliquant à des problèmes classiques de valeur limite de consolidation.
Reliability model of progressive slope failure
Authors: Chowdhury R. N. , Tang W. H. , Sidi I.
Published: October 2009

The progressive development of slope failure which is a consequence of strain softening characteristics of soil is modelled within a probabilistic framework. The peak and residual shear strength parameters of a cohesive soil are treated as one-dimensional random fields. The overall failure or sliding probability is a function of a series of probabilities and conditional probabilities associated with the events of failure of segments of any slip surface within the slope. The influence of the mode or path of failure progression on the overall failure probability is investigated for an arbitrary slip surface and for a conventional critical slip surface. The influence of initial shear stress distribution along the slip surface is discussed. The number of assumed segments of a slip surface has a considerable influence on the probability of progressive failure. Failure initiated from a segment with the lowest reliability index leads to the highest probability of failure for the slope.

Cet article décrit un modéle élaboré sous l'aspect de probabilitié pour le développement d'une rupture de talus résultant des caractéristiques de déformation–ramollissement du sol. Les paramétres de pic et résiduels de la résistance au cisaillement d'un sol cohérent sont considérés comme des champs unidimeusionnels produits au hasard. La probabilité totale de la rupture ou du glissement est une fonction d'une série de probabilités et de probabilités conditionnelles associées à la rupture des segments d'une surface de glissement quelconque à l'intérieur du talus. On examine pour une surface de glissement arbitraire aussi bien que pour une surface de glissement critique conventionnel l'influence exercée par le mode ou le chemin de progression de la rupture sur la probabilité totale de rupture. L'article discute I'influence exercée par la distribution initiale de la contrainte de cisaillement. Le nombre de segments supposés d'une surface de glissement exerce une influence considérable sur la probabilité de la rupture progressive. La rupture commencant à partir d'un segment ayant I'indice le plus bas de fiahilité conduit à la probabilité maximale de rupture pour le talus.
Some measurements of the permeability of kaolin
Authors: Al-Tabbaa A. , Wood D. M.
Published: October 2009

This Paper reports an experimental investigation of the vertical and horizontal permeabilities of speswhite kaolin clay. The permeabilities were measured using falling head permeability tests. A modification to a conventional oedometer was devised so that either vertical or horizontal permeabilities could he determined. It was found that the vertical and horizontal permeabilities of the clay slurry were similar, but that as the clay was consolidated one dimensionally the anisotropy of the clay fabric resulted in a greater horizontal permeability than the vertical permeability at any void ratio. Both permeabilities were uniquely related to the void ratio, for this one-dimensional history, independent of the overconsolidation ratio.

L'article décrit des mesures expérimentales de perméabilité verticale et horizontale effectuées sur de l'argile (kaolin speswhite) par des essais de perméabilité à charge variable. Un oedome´tre a été modiflé pour déterminer la perméabils verticale ou horizontale. On a trouvé que les perméabilités verticale et horizontale du coulis d'argile étaient similaires. Cependant, comme I'argile était unidimensionnellement consolidée, I'anisotropie de la texture de I'argile a donné une perméabilitit horizontale plus élevée que la perméabilité verticale quelque soit I'indice des vides Pour ces conditions undimensionnelles il a été trouvé que les deux perméabilités étaient directement liées à l'indice des vides, indépendamment du taux de surconsolidation.
Stability of gravity platforms on clay: reliability analysis
Authors: Wu T. H. , Lee I.-M.
Published: October 2009

Many uncertainties are encountered in the evaluation of the stability of the foundations of gravity platforms. These include variability in the properties of the sea floor material and inaccuracies in the method used to determine the shear strength and in the analytical method. The important sources of uncertainty were identified for the site of Statfjord B. Published data, when available, were used to evaluate the magnitudes of the uncertainties, and subjective opinions were used when data were inadequate. A first-order, second-moment analysis was used to evaluate the effect of the uncertainties on the reliability of the foundations. Several criteria for the determination of the undrained shear strength were studied and the corresponding reliabilities were compared. The contributions of new information on undrained shear strength and cyclic shear strength to the reduction in uncertainty were evaluated.

On trouve beaucoup d'incertitudes dans 1'evaluation de la stabilité des fondations des plate-formes gravitaires y compris les variations des propriétés de la matière du fond sous-marin et les manques de précision dans la méthode employée pour déterminer la résistance au cisaillement et dans la méthode analytique. Les sources importantes d'incertitude furent identifiées pour I'emplacement de Statfjord B. Les données publiées disponibles furent employées pour évaluer les valeurs des incertitudes. On a présenté des opinions subjectives dans les cas où les données étaient insuffisantes. Une analyse de premier ordre et de deuxieme moment fut employée pour évaluer l'effet des incertitudes sur la fiabilité des fondations. Plusieurs critères pour la détermination de la résistance au cisaillement non-drainée furent étudiés et les fiabilités correspondantes comparées. Les nouveaux renseignements concernant la résistance au cisaillement non-drainée et cyclique furent évalués.