bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Deformation characteristics of a sedimentary soft mudstone from triaxial compression tests using rectangular prism specimens
Authors: Hayano K. , Sato T. , Tatsuoka F.
Published: October 2009

A new triaxial testing system has been developed for accurately evaluating the deformation characteristics of soft rock. Axial and lateral strains were measured locally along the surfaces of a rectangular prismatic specimen by using, in total, four pairs of local deformation transducers. Sedimentary mudstone samples retrieved by block sampling at Sagamihara Test Site were first compressed isotropically to the field overburden pressure level, followed by drained triaxial compression at different axial strain rates. A series of small unload/reload cycles was applied to define elastic and plastic deformation properties at intermediate loading stages. Very large bedding errors were observed at both the top and bottom ends and at the lateral surfaces of specimens during isotropic compression, and at the ends during triaxial compression. Local strains showed approximately isotropic deformation during isotropic compression. From the results of the drained triaxial compression tests, the Young's modulus and Poisson's ratio, defined for elastic and total strain increments, and their dependences on shear stress level and strain rate were quantified.

Un nouveau systeème d'essais triaxiaux a été mis au point pour l'évaluation précise des caractéristiques de déformation des roches tendres. Les contraintes axiales et latérales ont été mesurées localement sur les surfaces d'une éprouvette rectangulaire prismatique à l'aide de quatre paires de capteurs de déformation locale. Des échantillons d'argilite sédimentaire prélevés par échantillonnage par blocs sur le terrain d'essai de Sagamihara ont d'abord été comprimés de façon isotrope jusqu'à la pression des mortsterrains avant de subir des essais de compression triaxiale drainés à différents taux de contrainte axiale. On a eu recours à une série de petits cycles décharge=recharge pour déÆnir les propriétés de déformation élastique et plastique aux stades de chargement intermédiaires. On a observé une grande erreur de litage aux extrémite s supérieure et inférieure et aux surfaces latérales de l'éprouvette pendant la compression isotrope, ainsi qu'à l'extrémité supérieure pendant la compression triaxiale. Les contraintes locales ont produit une déformation approximativement isotrope pendant la compression isotrope. A partir des résultats des essais de compression triaxiale drainée, on a quantifié le module de Young et le coefficient de Poisson, définis pour les écarts de contrainte élastique et totale, et la facçon dont ils dépendent du cisaillement et de l'état de contrainte.
Viscoplastic behaviour of soft clay???
Authors: Fodil A. , Aloulou W. , Hicher P. Y.
Published: October 2009

Based on an extensive experimental programme, this paper presents the stress—strain—time behaviour of a natural soft clay. The clay was part of the foundation soil of Le Flumet dam, whose delayed settlements were very large. The main aim of this study was to explain, to quantify and to anticipate that settlement. Stiffness and strength of clays are both functions of time. Studying the relation (q—&psilon;—t) through conventional laboratory tests showed their dependence upon the loading rate in a stress—strain plane. The effect of time was also observed during creep tests (triaxial and oedometer) or during stress—relaxation tests. A constitutive model based on the critical state concept and viscoplasticity theory was used to predict the viscous behaviour. The model was based on Hujeux's elastoplastic model and it was focused on the plastic flow function which was modified. The model parameters were determined by carrying out different simulations. The model was validated using all the experimental test results along different stress—strain paths.

Se basant sur une étude expérimentale détailée cet article présente l'effet du temps sur le comportement mécanique dune argile naturelle. l'argile étudiée est prélevée sous les fondations du barrage du Flumet, qui présente un tassement important. Le but principal de cette étude est d'expliquer, de quantifier et de prédire ce tassement. On pent dire que la résistance et la déformation des argiles sont toutes les deux fonction du temps. L'étde de la relation (q—&psilon;—t) à travers les essais conventionnels au laboratoire montre sa dépendance de la vitesse d'essai sur le plan (q&dash&psilon;). Cependant les effets du temps peuvent aussi être observés soit durant les essais de fluage (triaxial on oedometrique), soit durant les essais de relaxation des contraintes. Un modèle basé sur le concept d'état critique et la théorie de la viscoplasticité est utilisé pour prédire le comportement visqueux. Ce modèle est issu de modèle élastoplastique de Hujeux, it converge autour de la loi d'6coulement qui aété modifié. Les paramètres sont déterminés en procédant à différents calages sur les résultats expérimentaux suivant différents chemins de contraintes et de d6formations.
Determination of shear strength of Hawaiian residual soil subjected to rainfall-induced landslides
Authors: Zhu J.-H. , Anderson S. A.
Published: October 2009

The determination of shear strength parameters for the stability analysis of rainfall—induced landslides requires both a knowledge of the stress history and a laboratory simulation of the failure stress path of the soil involved. Such soils exist on steep slopes and have experienced a highly anisotropic stress action through which they have been consolidated. A series of tests has been carried out on residual soil from a steeply sloping site in Hawaii, typical of locations subject to rainfall—induced landslides. Two types of tests were carried out: anisotropicconsolidation—undrained (ACU) tests, which mimic field consolidation stress paths of the soil, and constant—shear—stress—drained (CSD) tests, which best simulate the failure stress path for rainfall—induced landslides. Substantial differences of soil behaviour in CSD tests and ACU tests are recognized. The CSD strength parameters are considered most appropriate for analysing the rainfall—induced landslides. Typical CSD derived parameters are ø'y = 32° and c'y = 6·9 kPa for the yield state, and øis = 35° and c'is = 4·2 kPa for the large—strain state.

Pour calculer les paramètees de résistance au cisaillement afin d'analyser la stabilité des terrains susceptibles aux glissements provoqu&acure;s par les chutes du pluie, it faut connaltre les contraintes subies auparavant par le sol et simuler en laboratoire le parcours de tension de rupture du sol en question. On trouve de tels sols sur des pentes abruptes, où Us ont ésoumis agrave; des contraintes fortement anisotropes, qui les ont consolidàs. Uarticle décrit une série d'essais effectués sur le sol résiduel d'altération d'un terrain à pente forte de Hawaii, qui est représentatif des terrains sujets aux glissements causés par les chutes de pluie. Deux types d'essai ont é réalisés: des essais anisotropes consolidés non drain6s, qui reproduisent les parcours de contrainte de consolidation du sol sur le terrain, et des essais drain6s a cisaillement constant, qui simulent le mieux le parcours de tension de rupture des glissements de terrain provoqués par les chutes de pluie. Varticle fait ressortir ˇimportantes différences entre les deux types ďessai pour ce qui est du comportement du sol, et présente les paramètres de résistance à utiliser pour analyser les glissements de terrain causés par les chutes de pluie: y' = 32,1°, cy' = 6,9 kPa pour l'´tat de fluage; et ls' = 35,3°, cls' = 4,2 kPa pour ľètat des grandes contraintes.
The Selborne cutting stability experiment
Authors: Cooper M. R. , Bromhead E. N. , Petley D. J. , Grants D. I.
Published: October 2009

The paper describes a field experiment in which a 9 m deep cut slope in Gault Clay was brought to failure by pore pressure recharge. The geology of the site is described and the procedures used to form the slope are explained. A novel feature was the use of low-friction panels at each end of the study section to form isolation trenches and thus encourage primarily two-dimensional displacements. The site was extensively instrumented using piezometers, inclinometers and surface wire extensometer lines. The system used for the pore pressure recharge is described in detail. This paper also describes the laboratory testing programme performed as part of the project and discusses instrument performance, including key results and observations drawn from the experiment. It was found that the failure of the slope took place as a result of a progressive failure mechanism, with movements initiating at the toe of the slope at an early stage in the experiment. There is some evidence that a similar progressive failure mechanism also developed from the crest of the slope. An important feature of the experiment is the detailed information obtained on slope movements throughout the period up to and beyond failure. Some results from limit equilibrium analyses are presented, which indicate that significant displacements occur even when the factor of safety is well above unity.

L'article décrit une expérience sur le terrain qui a consisté à induire la rupture ďun talus remanié de 9 mètres dans de &caronlargile Gault sous ľeffet de la recharge de la pression ďean interstitielle. Les auteurs décrivent la géologie du terrain et expliquent les méthodes utilisées pour former le talus. Une innovation a consisté à utiliser des panneaux à faible coefficient de frottement à chaque extrémité la section à ľétude pour former des tranchées ´isolement et, donc, favoriser des déplacements surtout bidimensionnels. Un grand nombre ´linstruments ont été utilisés: piézomètres, inclinomètres et extensomètres à câblage saillant. Le système utilisé pour la recharge de la pression ďeau interstitielle est décrit en détail. ľarticle décrit également le programme ďessais en laboratoire exéé dans le cadre de cc projet et examine la performance des instruments, y compris les principaux résultats et les observations faites à partir de cette expérience. On a constaté que la rupture du talus a éé progressive, commençant au pied du talus pen après le début de ľexpérience. Certaines indications font penser qˇun m´lcanisme semblable de rupture progressive a également eu lieu au sommet du talus. Un aspect important de cette expérience est ľinformation détaillée obtenue sur les mouvements du talus pendant toute la période qui a préé la rupture, ainsi qˇaprès la rupture. ľarticle présente certains résultats des analyses ďéquilibre limite qui indiquent que ďimportants déplacements se produisent, même quand le coefficient de sécuré est bien supérieur à ĺunité.
Non-linear model of small-strain behaviour of soils
Authors: Puzrin A. M. , Burland J. B.
Published: October 2009

The paper describes a general approach to the development of a constitutive model for predict-ing the generalized small-strain behaviour of soils. The model incorporates non-linear stress— strain behaviour, stress-path dependence and a consistent definition of the small-strain region (SSR). Based on this general approach, a simple model is proposed which incorporates crossanisotropic elasticity within the linear elastic region (LER) and elliptical boundaries for the LER and SSR. The model leads to unique normalized stress—strain behaviour of undisturbed Bothkennar clay for the complete range of stress probe directions in triaxial stress space. The comparison confirms the uniqueness of the normalized volumetric and deviatoric stress— strain behaviour. The model can easily be incor-porated into numerical procedures for solving two- and three-dimensional boundary value problems.

ĺarticle décrit une conception générale de la mise au point ´un modéle constitutif pour prédlre le comportement général des sols soumis à de petites contraintes. Le modèle regroupe la réaction aux tensions/déformations non liné aires, la variabilité en function du parcours de déformation et une définition cohérente du domaine des petites contraintes. A partir de cette conception générale, les auteurs proposent un modéle simple qui incorpore ĺléasticité transanisotrope dans le domain é1astique linéaire et les limites elliptiques du domaine élastique lin&aci\ute;aire et du domaine des petites contraintes. Le modèle produit un comportement spécifique de ĺargile Bothkennar non remaniée face à des tensions/déformations normalisées dans toute la gamme de directions de la sonde de tension, dans ĺespace de contrainte triaxiale. La comparaison confirme la spécificité de la réacdon à des tensions/déformations hydrostatiques et dé viatrices normalisées. Il est facile ´incorporer le modéle dans des formules numériques pour résoudre les problèmes de valeurs limites à deux ou trois dimensions.
Characteristic water contents of a fine-grained soil—water system
Authors: Sridharan A. , Prakash K.
Published: October 2009

This paper critically appraises the limitations of the liquid-limit water content of clayey soils determined conventionally either by percussion cup or by the cone penetration method. It is shown that the conventional liquid limit and plastic limit are arbitrary, strength-based water contents and that they cannot represent the plasticity limits, and that the state of the soil— water system at the conventional liquid limit does not correspond to a stress-free reference state. The present investigation identifies three characteristic limiting water contents for a soil— water system which have well-defined, unique mechanisms controlling them, namely the free swell limit, settling limit and shrinkage limit. Simple procedures for the determination of the free swell limit and settling limit of natural soils are presented. The settling limit is shown to be the 'real liquid limit' of any clayey soil. With a number of experimental illustrations, it is clearly shown that the settling limit represents the maximum water-holding capacity of clayey soils and that it corresponds to the stress-free reference state.

Cet article fait une évaluation critique des restrictions de la teneur en eau à limite liquide des sols argileux, déterminée de manière convendonnelle par coupe de percussion on par essai de pénétration. II a été démontré que la limite liquide conventionnelle et la limite de plasdcité sont des teneurs en eau arbitraires basées sur la résistance qui ne peuvent représenter les limites de plasdcité et que l'état du système sol-eau à la limite liquide conventionnelle ne correspond pas à un 6tat de référence sans contrainte. Cette étude identifie trois caractéristiques limitant les teneurs en eau pour un système sol-eau qui a des mécanismes uniques et bien définis pour les contr&circler, nommément la limite de gonflement libre, la limite d'affaissement et la limite de retrait. Nous présentons ici des procédures simples pour déterminer la limite de gonflement libre et la limite d'affaissement des sols naturels. Nous montrons que la limite d'affaissement est la 'limite liquide réelle' de tout sol argileux. Avec plusieurs illustrations expérimentales, nous démontrons clairement que la limite d'affaissement représente la capacité maximum de retenue de l'eau des sols argileux et qu'elle correspond à l'état de référence sans contrainte.
Effects of vertical acceleration on seismic design of geosynthetic-reinforced soil structures
Authors: Ling H. I. , Leshchinsky D.
Published: October 2009

The stability and permanent displacement of geosynthetic-reinforced soil structures, under the influence of combined horizontal and vertical seismic accelerations, are investigated. The required length and tensile reinforcement of the geosynthetic are determined by considering different possible modes of failure, including tieback/compound failure, direct sliding and pullout. The analysis is conducted by extending the methodology proposed earlier by the authors. While vertical acceleration in the downward direction results in an increased tensile reinforcement by the geosynthetic, acceleration in an upward direction requires a large geosynthetic length to resist direct sliding and tie-back failure. The vertical acceleration has a greater effect on the required tensile reinforcement of the geosynthetic in stabilizing a steep slope when compared to a flatter slope. When the horizontal seismic coefficient exceeds 0·2, the effect of vertical acceleration on the required geosynthetic length becomes significant, and is recommended to be included in design. The proposed methodology of design is verified with the performance of a geosynthedc-reinforced soil retaining wall during the Hanshin earthquake. Effects of seismic coefficients on permanent displacement are illustrated through several selected major earthquake records.

L'article examine la stabilité et le déplacement permanent de structures de sol renforcées de matériaux géosynthétiques sous l'influence combinée d'accélérations horizontales et verticales. On détermine la longueur et l'armature de traction nécessaires des matériaux géosynthétiques en considérant différents modes de rupture possibles, y compris la rupture composée/sous tension, le glissement direct et l'arrachement. L'analyse repose sur une extension de la méthodologie proposée antérieurement par les auteurs. Alors que l'accélération verticale dans la direction gravitationnelle se traduit en un plus grand renforcement de traction des matériaux géosynthétiques, l'accélération vers le haut exige une plus grande longueur de matériaux géosynthétiques pour résister à la rupture par glissement direct et à la rupture sous tension. L'armature de traction que doivent offrir les matériaux géosynthétiques pour stabiliser une pente dépend davantage de l'accélération verticale dans le cas de pentes raides que dans celui de pentes plus douces. Si le coefficient sismique horizontal dépasse 0,2, l'effet de l'accélération verticale sur la longueur de matériau géosynthé tique nécessaire devient important, et il est recommand6 d'en tenir compte dans la conception. La méthodologie proposée de conception d'ouvrages pouvant résister au déplacement permanent est vérifiée à partir de la performance d'un mur de souténement en sol renforcé de matériaux géosynthétiques pendant le tremblement de terre de Hanshin. L'article présente une sélection de comptes rendus de grands tremblements de terre pour illustrer les effets des coefficients sismiques sur le déplacement permanent.
A laboratory investigation of anaerobic microbial clogging in granular landfill drainage media
Authors: Paksy A. , Powrie W. , Robinson J. P. , Peeling L.
Published: October 2009

A laboratory investigation was made of the clogging of landfill drainage systems due to microbial growth in anaerobic conditions. The factors addressed included the flow rate and composition of the leachate, the saturation conditions, and the mineralogy and particle size of the drainage material. Reductions in drainable porosity of 1-12% occurred in columns modelling anaerobic landfill drainage systems following periods of 400-800 days of continuous operation. Within the range of parameters covered by the investigation, the principal factor governing the rate and degree of this reduction in pore volume was the typical particle size of the drainage material: a D10 size of at least 10 mm may be necessary to guard against long-term microbial clogging. The rate of clogging was also influenced by both the biological load and the hydraulic conditions (i.e. saturated, unsaturated or varying) within the column, probably because of their potentially limiting effect on the distribution and rate of nutrient supply. The impact of aggregate mineralogy on the clogging rate was not significant.

Cet exposé décrit une étude en laboratoire sur l'engorgement des systèmes de drainage dans les décharges, engorgement d&circ aux proliférations microbiennes causées par les conditions anaérobies. Les facteurs examinés ici sont le taux d'écoulement et la composition du lessivage, les conditions de saturation et la minéralogie ainsi que la taille des particules de la matière drainée. Des réuctions de la porosité drainable se situant 1–2% se produisent dans les colonnes représentant les systèmes de drainage des décharges anaérobies, apr&gravev;s des périodes de 400– 800 jours de fonctionnement continu. Dans la gamme de paramètres converts par cette étude, on a constaté que la facteur principal agissant sur la vitesse et le degré de cette réduction du volume de pore était la taille de particule type de la matière drainée: une dimension de D10 d'au moins 10 mm pent &circtre nécessaire pour empeêcher l'engorgement microbien à long terme. L'étude montre aussi que la vitesse d'engorgement est influencée par la charge biologique et les conditions hydrauliques (c'est-à-dire saturées, non saturées on variables) dans la colonne, probablement en raison de l'effet potentiellement limitant sur la distribution et le taux d'apport des éléments nutritifs. On a constaté que l'impact de la minéralogie des agrégats sur la vitesse d'engorgement n'était pas significatif.
Soil stiffness in stress paths relevant to diaphragm walls in clay
Authors: Powrie W. , Pantelidou H. , Stallebrass S. E.
Published: October 2009

A series of triaxial tests was carried out on samples of speswhite kaolin, to investigate the stress—strain relations appropriate to diaphragm walls in clay. The results of the tests highlight the influence of the recent stress history on the behaviour of the soil. In particular, the recent stress history imposed during wall installation was found to have significant effect on the stiffness of the soil during the subsequent excavation stage. Although the pre-excavation stress state of the soil may be closer to the passive than the active condition, the reversal in the direction of the stress path at the start of the excavation stage means that the response of the soil behind the wall will probably be very stiff. The high in situ earth pressure coefficient, which has already been reduced during wall installation, thus falls quite rapidly towards the active limit with comparatively small wall movement. In front of the wall, the normalized soil stiffness G/p' is rather smaller; in undrained conditions, fully passive pressures do not seem to be mobilized at small strains. This difference in soil stiffness, as well as the pre-excavation stress state of the soil, should be taken into account in determining the factors of safety on soil strength (or strength mobilization factors) for use in a limit-equilibrium based design calculation.

Une série d'essais sur trois axes a é effectueacute;e sur des échantillons de kaolin speswhite pour étudier les relations de contrainte—déformation ées à des murs diaphragmes dans Pargile. Les résultats des essais ont montré Pinfluence de la récente histoire des contraintes sur le comportement du sol. En particulier, Phistoire des contraintes imposées pendant Pinstallation du mur aura un effet significatif sur la rigidité du sol pendant 1'étape ultérieure d'excavation. Bien que état de contrainte précédant Pexcavation du sol puisse etre plus proche de la condition passive que de la condition active, Pinversion du cheminement des contraintes au d6but de Pexcavation signifie que la réponse du sol derrière le mur sera probablement trios rigide. Le fort coefficient de pression terreste in situ, qui a déjà é réduit pendant Pinstallation du mur, tombe ainsi assez rapidement vers la limite active avec un mouvement du mur relativement faible. Devant le mur, la rigidité G/p' du sol normalisé est plutôt inférieure: dans des conditions de non drainage, les pressions entièrement passives ne semblent pas se mobiliser pour de faibles déformations. Cette différence de la rigidité du sol, tout comme Ntat de contrainte de pré-excavation, devra être prise en compte pour déterminer les facteurs de sécuriténs la réce du sol (on les facteurs de mobilisation de la résistance) qui seront utilisés pour les calculs nominaux basés sur une limite équilibre.
Image analysis determination of stereology based fabric tensors
Authors: Kuo C. Y. , Frost J. D. , Chameau J. L. A.
Published: October 2009

Fabric tensors that characterize the distribution of directional data from microscopic observations are considered to be a useful measure of anisotropy for granular materials. This paper describes the measurement of several stereology based fabric tensors, such as the surface area tensor Sij, mean free path tensor ⁁ij and porosity tensor Nii, the formulations in three dimensions of which can be obtained by making observations in three mutually perpendicular planes. The measurement techniques and the implementation of these measurement techniques using image analysis are described. The implementation of these techniques is illustrated using typical images. The sensitivity, generality, practical implications and limitations of the techniques are also discussed.

Les tenseurs de texture qui caractérisent la distribution des données directionnelles obtenues à partir d'observations au microscope sont considérés comme étant un moyen utile de mesurer l'anisotropie des matières en grains. Cet exposé décrit le mesurage de plusieurs tenseurs de texture à base stéréologique comme un tenseur de surface (Sij ), un tenseur de parcours libre moyen (Aij) et un tenseur de porosité (Nij) dont les formulations en trois dimensions peuvent Être obtenues grâce à des observations sur trois plans mutuellement perpendiculaires. Nous décrivons les techniques de mesurage et leur mise en oeuvre en utilisant une analyse d'image. Nous illustrons la mise en oeuvre de ces techniques en utilisant des images type. Nous examinons aussi la sensibilité, le caractère général, les implications pratiques et les limites de ces techniques.
A method of reconstituting an aragonite soil using a synthetic flocculant
Authors: Mao X. , Fahey M.
Published: October 2009

Calcareous soils exist in many different forms, each possessing unique characteristics. This paper deals with a 100 m deep calcareous soil deposit consisting of over 60% aragonite, an orthorhombic-shaped crystalline form of calcium carbonate. Undisturbed push-tube samples of the soil show void ratios generally greater than about 1·7, even to depths of 100 m. When the samples are reconstituted by sedimentation and reconsolidation, the highest void ratio that can be achieved is about 1·3 at equivalent effective stress levels. A technique for achieving higher void ratios is described. This involves sedimenting the soil in water containing a synthetic flocculant &dash Magnafloc Mg 919, from Allied Colloids (Australia) Pty Ltd. The resulting samples have void ratios equivalent to those of the undisturbed samples at corresponding effective stress levels. However, additional 'curing' of the samples, using heat treatment, was found to be necessary to achieve the same monotonic and cyclic shear behaviour as that of the undisturbed soil. The paper also includes an examination of the microstructure of the natural and reconstituted samples, carried out using an environmental scanning electron microscope.

Les sols calcareux peuvent avoir de nombreuses formes, chacune possédant des caractéristiques qui lui sont propres. Cette étude porte sur un dépôt de sol calcareux à 100 m de profondeur, constitué de plus de 60% d'aragonite, une forme cristalline orthorhombique de carbonate de calcium. Des échantillons de sol non remué dans des tubes à piston montrent des taux de pores généralement supérieurs à environ 1·7, même à des profondeurs de 100 m. Après reconstitution par sédimentation et reconsolidation, le taux de pores le plus élevé qui a pu être obtenu est d'environ 1·3 pour des niveaux équivalents de contrainte efficace. Nous décrivons une technique permettant d'obtenir des taux de pores plus élevés. Ceci passe par la sédimentation du sol dans une eau contenant un floculant synthétique - du Magnafloc Mg 919, produit par Allied Colloids (Australia) Pty Ltd. Les échantillons qui en résultent ont des taux de pores équivalents à ceux des échantillons non remués aux niveaux correspondants de contrainte efficace. Cependant, nous avons constaté qu'un séchage plus poussé des échantillons, par traitement thermique, était nécessaire pour obtenir le même comportement monotone et cyclique au cisaillement qu'avec le sol non remué. Dans cet exposé, nous étudions aussi la microstructure des échantillons naturels et reconstitués, en utilisant un microscope électronique à balayage environnemental.
Ring shear tests on soil from the Vaiont landslide slip surface
Authors: Tika Th. E. , Hutchinson J. N.
Published: October 2009

The paper presents results from ring shear tests, carried out on two samples from the slip surface of the Vaiont landslide in north Italy. The tests were carried out at slow and fast rates of shearing in order to determine values of the coefficient of friction appropriate to static and dynamic aspects of the landslide. Both samples showed a significant loss of strength (negative rate effect), up to 60% below the slow residual strength, when sheared at rates of shearing greater than 100 mm/min. The observed loss of strength may explain the high acquired velocity of the landslide, or alternatively some combination of this and other mechanisms may have taken place.

Le papier présente les résultats d'essais de cisaillement par anneau, effectués sur deux échantilIons prélevés sur la surface de cisaillement du glissement de terrain Vaiont dans le nord de l'Italie. Les essais ont été menés avec des vitesses de cisaillement lentes et rapides de manière à pouvoir déterminer les valeurs des coefficients de frottement se rapportant aux phases statique et dynamique du glissement de terrain. Les deux échantillons ont montré une perte de résistance considérable (effet de vitesse négative), allant jusqu'à 60% au-dessous de la résistance résiduelle à vitesse lente, lorsqu'ils subissaient un cisaillement à des vitesses dépassant 100 mm/ min. La perte de résistance observée peut expliquer la forte vitesse acquise par le glissement, ou il est possible qu'une combinaison de ce phénomàne et d'autres mécanismes aient eu lieu.
Consolidation of Fissured clays
Authors: Khalili N. , Valliappan S. , Wan C. F.
Published: October 2009

A numerical model for consolidation of fissured clays, on the basis of the double-porosity concept, is presented. As applications of the model, two numerical examples are analysed: a one-dimensional soil column, and a strip loading on a two-dimensional medium of a fissured clay. It is shown that, in comparison to an equivalent single-porosity model, the settlement in a double-porosity medium is delayed due to the slow dissipation of excess fluid pressure in the clay matrix. In addition, three distinct time periods are identified in the consolidation of a fissured clay. The characteristic of each period are discussed and the parameters affecting these periods are highlighted. Moreover, it is shown that the Mandel–Cryer effect, which is often discussed in relation to consolidation of soils treated as single-porosity material, may not develop in fissured clays.

Nous présentons un modéle numérique pour la consolidation des argiles fissurées sur la base du concept de double porosité. En applications du mod&acuate;le, nous analysons deux exemples numériques: une colonne de sol unidimensionnelle et une charge en bande sur un support bidimensionnel d'argile fissurée. Nous montrons que, en comparaison avec un modéle équivalent à une seule porosité, le tassement du support &grave double porosité est retardé en raison de la lenteur de la dissipation de la pression liquide excessive dans la matrice d'argile. De plus, nous identifions trois périodes de temps distinctes dans la consolidation d'une argile fissurée. Nous examinons les caractéristiques de chacune et nous soulignons les param&acaute;tres qui affectent ces périodes. En outre, nous montrons que l'effet Mandel–Cryer qui est souvent discuté dans un contexte de consolidation de sols traités en tant que matiéres &grave une seule porosit&acaute;, pent ne pas se développer dans les argiles fissurées.
An efficient approach for settlement prediction of pile groups
Authors: Guo W. D. , Randolph M. F.
Published: October 2009

The paper presents exact closed form solutions for estimating the settlement of single and group piles in non-homogeneous soil, using a load transfer approach derived from elastic continuum theory. The effects of load transfer factor have been explored in detail to account for the effect of a finite depth of compressible soil and non-homogeneity of soil profiles. Interaction factors between pairs of piles, and overall settlement ratios for pile groups of various geometries, are evaluated from the solutions and are shown to be consistent with those obtained from a full boundary element approach. The solutions are in the form of Bessel functions. However, to facilitate evaluation, a simple program called GASGROUP has been developed. The program can be readily used to predict the settlement of large pile groups. The analysis is quick and efficient, and can be run in a personal computer even for a group of 700 piles. The program is used to predict the single and group pile responses for a number of actual pile groups. The predictions are shown to agree well with the measured data.
Effect of strength anisotropy on undrained slope stability in clay
Authors: Su S. F. , Liao H. J.
Published: October 2009

The influence of strength anisotropy on the two-dimensional undrained slope stability analysis in soft clay is evaluated herein. Because of the inherent anisotropy of clay, the mobilized undrained shear strength tends to vary as the inclination of the failure surface changes. To deal with this problem, the limit state analysis and a total stress strength criterion, which represents the anisotropic undrained shear strength along the slip surface, are used to calculate the anisotropic factor of safety against sliding (Fs,A). However, since it is too complicated in practice for engineers to directly apply the anisotropic shear strength to the slope stability analysis, a method is proposed here to calculate the anisotropic factor of safety in terms of the location of the slip surface and the soil strength anisotropy ratio (Ar = Sue/Suc) obtained from the CK0U triaxial extension and compression tests, respectively. For any given slip surface, its Fs,A can be calculated from the Fs,A/Fs,I ratio determined with the proposed method, where the isotropic factor of safety (Fs,I) can be determined from the routine isotropic slope stability analysis. However, it should be borne in mind that the slip surface with the lowest Fs,I may not necessarily be the same slip surface with the lowest Fs,A. Therefore, the methods used to determine the slip surface of the lowest Fs,I should be adopted to locate the slip surface with the lowest Fs,A. Finally, the influences of slip surface location and strength anisotropy ratio on the Fs,A are also evaluated.
Back analysis of offshore pile driving with an improved soil model
Authors: Danzigier B. R. , Costa A. M. , Lopes F. R. , Pacheco M. P.
Published: October 2009

Extensive back analyses of field records of offshore piles driven in calcareous sands were performed using an improved soil model developed by Simons. The records were obtained during the installation of closed-end pipe piles for offshore platforms at the Northeast Pole site of the Campos Basin in Brazil. This model is especially adequate for hard driving conditions when piles are driven almost to refusal. In these cases, inertial (radiation) damping prevails, whereas viscous damping may be neglected. Back analyses with this model allowed the relative displacements between pile and soil to be calculated at various points along the pile in a one-dimensional finite-element method solution. The soil stiffness k and the damping coefficient cs were back-calculated for different pile depths. Values of the ratio of the shear modulus to the shaft resistance (G/τ) were also back-calculated and suggestions are given concerning tentative values of this ratio to be selected in drivability studies in calcareous sands.

Nous avons pratiqué des rétro analyses poussées sur les comportements sur le terrain des pilotis offshore foncés dans des sables calcaires en utillsant un modèle de sol amélloré, développé par Simons. Les dossiers ont été obtenus pendant l'installation des pilotis à tuyaux fermés pour les plate-forme offshore du site Northeast Pole dans le bassin de Campos, au Brésil. Ce modèle est particulièrement adéquat pour des conditions de battage difficiles, quand les piles sont foncées presque jusqu'au refus. Dans ces cas, un amortissement du à l'inertie (amortissement par rayonnement) prévaut alors que l'amortissement visqueux est négligeable. Les rétro analyses utilisant ce modèle ont permis de calculer le déplacement relatif entre le pilotis et le sol en divers points le long du pilotis grâce à àla méthode d'é1éments finis en une dimension. La rigidité du sol ks et le coefficient d'amortissement cs ont été rétro calculés pour différentes profondeurs de pilotis. Nous avons également rétro calculé les valeurs du rapport entre le module de cisaillement et la résistance de l'arbre (G/τ) et nous offrons quelques suggestions sur les valeurs supposées du rapport à choisir dans les études des caractéristiques de battage dans les sables calcaires.
Three-dimensional finite-element analysis of diaphragm wall installation
Authors: Gourvenec S. M. , Powrie W.
Published: October 2009

A series of finite-element analyses has been carried out to investigate the impact of three-dimensional effects and panel length on horizontal ground movements and changes in lateral stress during the sequential installation of a number of diaphragm wall panels. The analyses show that the magnitude and extent of lateral stress reduction in the vicinity of a diaphragm wall during construction depend on the panel length and are overpredicted in analyses assuming conditions of plane strain. Furthermore, an overall increase in lateral stress below the toe of the wall is calculated in a plane strain analysis, but is not evident following completion of the wall when a three-dimensional analysis modelling the sequential installation of a number of panels is carried out. The analyses also show that three-dimensional effects tend to reduce lateral soil movements during installation of a diaphragm wall in panels compared with the plane strain case, but soil movements increase markedly with panel length at aspect ratios (panel depth: panel length) of less than three.

Nous avons effectué une série d'analyses d'éléments finis pour déterminer Pimpact des effets tridimensionnels et de la longueur des panneaux sur les mouvements de sol horizontaux et les changements de la force latérale pendant Iinstallation séquentielle de plusieurs panneaux de rideaux souterrains. Ces analyses ont montré que la magnitude et l'étendue de la baisse de force latérale dans le voisinage d'un rideau souterrain pendant la construction dépendent de la longueur des panneaux et sont surestimées dans les analyses qui supposent des conditions de contrainte plane. De plus, une augmentation générale de la force latérale en dessous du pied du mur est calculée dans une analyse de contrainte plane, mais n'est pas évidente une fois que le mur est terminé, quand une analyse en trois dimensions prenant comme base l'installation séquentielle de plusieurs panneaux est effectuée. Les analyses montrent aussi que les effets tridimensionnels ont tendance à réduire les mouvements de sol latéraux pendant l'installation d'un rideau souterrain en panneaux par rapport au cas de contrainte plane, mais que les mouvements de sol augmentent nettement en même temps que la longueur de panneaux avec des rapports d'élancement (profondeur de panneaux: longueur de panneau) inférieurs à trois.
Soil formation from tailings: comparison of predictions and field measurements
Authors: Consoli N. C. , Sills G. C.
Published: October 2009

The extraction and processing of most mineral ores results in the generation of large volumes of fine-grained residue or tailings. The safe disposal of such material, which generally exhibits slow rates of sedimentation and consolidation, is of prime concern to the management of mining operations. In order to devise both long- and short-term options, it is necessary to have an understanding of the transportation, sedimentation and consolidation characteristics of the residue material, which may be impounded behind specially designed dams. The processes of transport of sediments, sedimentation and consolidation take place simultaneously in the reservoirs formed behind dams. The objective of this study is to analyse the coupled phenomena of soil formation to estimate accurately the capacity of a reservoir when waste material is impounded. An implicit finite difference analysis was developed to solve the transport of sediments and sedimentation problem. Linked to this procedure, a finite element analysis of the consolidation processes is introduced considering geometrical and material non-linearity, through the use, respectively, of a Eulerian rate viewpoint and a non-linear elastic constitutive model. The complete process is analysed in a step-by-step methodology. This paper compares numerical results with field measurements during the disposal of bauxite mine tailings. The numerical analysis successfully predicts the filling of the reservoir and the void ratio profile.
Anisotropic stiffness parameters and their measurement in a stiff natural clay
Authors: Lings M. L. , Pennington D. S. , Nash D. F. T.
Published: October 2009

The framework of anisotropic elasticity has been used to develop relationships between various anisotropic stiffness parameters found in the literature. It is shown that they are functions of the two Young's moduli and two Poisson's ratios that describe a cross-anisotropic soil, but not of the independent shear modulus. Multiple drained triaxial stress path excursions have been performed on 100 mm dia. samples of natural Gault Clay from Madingley in a stress path cell. Anisotropic parameters at small strains along different stress paths are reported and compared. It is shown that there are some advantages in performing tests at constant vertical and constant horizontal effective stress. Horizontally mounted bender elements on the same trixial samples have enabled the two anisotropic elastic shear moduli to be measured. Combining results from both sets of tests has enabled all five independent cross-anisotropic elastic parameters to be estimated. The Gault Clay at Madingley is highly anisotropic, although the degree of anisotropy depends on the way it is defined.
Comparison of measured and calculated temporary-prop loads at Canada Water Station
Authors: Powrie W. , Batten M.
Published: October 2009

The loads developed in tubular-steel temporary props during the construction of the London Underground Jubilee Line Extension (JLE) station at Canada Water were measured using vibrating-wire strain gauges. Prop temperatures were monitored and their influence on the prop loads assessed. Wall movements were also measured, by means of inclinometers. In this paper, the temperature-normalized prop loads are compared with the results of modified limit equilibrium calculations. Prop loads and wall movements are compared with the results of a series of parametric finite-element analyses carried out using the program CRISP. On the basis of the finite-element analysis results, the design assumptions giving the closest correlation between measured and calculated prop loads and wall movements are identified.
Estimation of in situ stresses using anisotropic elasticity and suction measurements
Authors: Doran I. G. , Sivakumar V. , Graham J. , Johnson A.
Published: October 2009

Sampling and specimen preparation produce changes in mean effective stresses and pore water pressures, even with ‘perfect sampling’. The paper takes an existing simplified three-parameter cross-anisotropic elastic model and uses it to model these changes. The required ratio of cross-anisotropic parameters J/3G* can be obtained from standard CIU triaxial tests. If measurements are also made of suctions in unloaded specimens in the laboratory, then a combination of J/3G*, the measured suction, and the effective overburden pressure permits an estimation of the horizontal effective pressure and the K0 ‘at rest’ coefficient. This can be helpful in numerical modelling that needs to start from in situ conditions, and in planning pressure levels for reconsolidation of clay specimens in the laboratory. Tests were done on Belfast Upper Boulder Clay from a depth of 28 m. Values of horizontal in situ effective stress estimated from these measurements compare favorably with conventional estimates of the ‘at rest’ coefficient K0 and the overconsolidation ratio. Estimates of horizontal stress in London Clay were made using published data and the results compared with actual measurements. Again reasonable agreement was obtained.
Influence of compaction procedure on the mechanical behaviour of an unsaturated compacted clay. Part 1: Wetting and isotropic compression
Authors: Sivakumar V. , Wheeler S. J.
Published: October 2009

The influence of compaction pressure, compaction water content and type of compaction (static or dynamic) on subsequent soil behaviour during wetting and isotropic loading has been investigated by conducting controlled-suction tests on samples of unsaturated compacted speswhite kaolin. The results are interpreted within the context of an elastoplastic framework for unsaturated soils, to examine which compaction-induced effects can be explained simply by variation in the initial state of the soil and which require that soils produced by different compaction procedures are modelled as fundamentally different materials. The compaction pressure influences initial state, by affecting the initial position of the yield surface, but it also influences, to a limited degree, the positions of the normal compression lines for different values of suction. The compaction water content influences the initial suction, but also has a significant influence (greater than does compaction pressure) on the positions of the normal compression lines. A change from static to dynamic compaction has no significant effect on subsequent behaviour.
Implications for critical state theory from isotropic compression of sand
Authors: Jefferies M. , Been K.
Published: October 2009

The paper steps back to one of the original propositions of critical state soil mechanics, the coupling of isotropic compression behaviour as the hardening law for a general yield surface first suggested by Drucker and coworkers in 1957, and examines the implications of such isotropic compression in the case of clean quartz sand. Two broadly different concepts are examined: (a) that normal compression only truly occurs at high stress and is associated with grain crushing and (b) that there are an infinity of normal compression loci (NCLs) regardless of stress level. Isotropic testing of reconstituted samples, for which the critical state locus had been independently determined using undrained shear testing of loose samples, shows that concept (a) is erroneous. Perhaps surprisingly, this does not turn out to be a limitation for critical state theory. An infinity of NCLs does not conflict with a generalized critical state view of soil, and abandoning the conventional λ−κ isotropic compression model is essential for the ideas of critical state theory to represent real soils. Generalized critical state theory simply requires adopting the state parameter ψ as an independent variable from the overconsolidation ratio.