Passive Earth Pressure Measurements
Authors: Rowe P. W. , Peaker K. 
Published: October 2009

Synopsis

Apparatus for the measurement of passive earth pressure of dry sand is described which allows a control of the wall direction in space and the consequent rate of mobilization of wall friction. Boundary forces at the sides and base of a central measuring wall are eliminated.

The tests demonstrate that the peak values of φ′ and δ observed on an element of the sand should not necessarily be inserted into theoretical expressions for earth pressure.

For loose sand, good agreement between theory and observations is obtained after wall displacements so large as to be unacceptable in practice. For dense sand, progressive failure of elements in the mass leads to average maximum Coulomb values of φ′ which are smaller than those predicted by the plane strain compression test. Where the peak is reached at small wall displacements, as when the angle of wall friction is approximately zero, good agreement is obtained with the triaxial compression value of φ′max. For higher displacements and angles of wall friction, lower average peak φ′ values in the mass are observed.

The shape of the rupture surface is also believed to be the result of progressive deformations and volume changes throughout the mass up to the peak wall load.

In practice the maximum passive pressure coefficient for sands can fall well below theoretical values assuming δ = φ′, and values given in the “Code of Practice” err on the unsafe side. Alternative recommendations are made.

On décrit un appareil de mesure de la pression passive du sol de sable sec qui permet un contrôle de la direction du mur dans l'espace et le coefficient de mobilisation de friction du mur qui en résulte. Les forces limitrophes sur les côtés et à la base d'un mur de mesure central sont éliminées.

Les essais prouvent que les valeurs maximum de φ′ et δ observées sur un élément de sable ne doivent pas nécessairement être comprises dans les expressions théoriques de pression du sol.

Pour le sable meuble, on obtient un bon accord entre la théorie et les observations avec des déplacements de mur si importants que dans la pratique ils sont inacceptables. Pour du sable dense, la rupture progressive des éléments dans la masse tend vers les valeurs Coulomb moyennes maximum de φ′ qui sont plus petites que celles prévues par un essai de compression de déformation plane. Quand on a atteint le maximum pour des petits déplacements de mur, comme lorsque l'angle de friction du mur est environ zéro, on obtient un bon accord avec la valeur de compression de φ′ maximum. Pour des déplacements et des angles de friction de mur plus grands, on remarque dans la masse des valeurs φ′ maximum de moyenne plus basse.

On pense aussi que la forme de la surface de rupture est le résultat de déformations progressives et de changements de volume dans toute la masse jusqua'là la charge maximum du mur.

Dans la pratique le coefficient de pression passive maximum pour les sables peut descendre au dessous des valeurs théoriques en admettant que δ = φ′ et les valeurs données dans le Manuel “Code of Practice” deviennent douteuses. On fait des recommandations alternatives.