Performance of preloaded and stage-loaded structures on soft soils in Trinidad
Authors: Watson G. H. , Crooks J. H. A. , Williams R. S. , Yam C. C. 
Published: October 2009

Preloading and stage-loading operations were carried out at an industrial plant site in Trinidad, which is underlain by about 10 m of lightly overconsolidated recent sediments. A series of drained stress controlled triaxial tests and oedometer tests were carried out to define the yield envelope for these deposits. Filling of large diameter water storage tanks was controlled by computing the effective stress paths during loading and relating the effective stress states to the yield envelope. The objective of this procedure was to prevent overstressing of large zones within the foundation soils and thereby to minimize lateral deformations which would result in excessive total and differential settlements. This objective was achieved as indicated by the relatively small 40 mm lateral deformations which were associated with up to 300 mm of vertical settlement. Settlement profiles across the tanks were also very uniform. The effective stress path yield envelope approach was also used to explain the significant decrease in porewater pressure dissipation rate which occurred about three months following completion of a preload fill. The change in dissipation rate occurred when the effective stress state reached the yield envelope and yielding occurred. During first filling of the tanks, the porewater pressure response within the recent sediments was bilinear. Remote from drainage boundaries, the initial response was approximately elastic. On further loading, the response increased and the porewater pressure was approximately equal to the applied surface loading. The locus of effective stress states associated with the change in porewater pressure response appears to define an elastic envelope within the yield envelope. The upper portion of the elastic envelope coincides with the K0 stress ratio for the deposits in a normally consolidated state. Des opérations de préchargement et de chargement par étapes ont été effectuées sur un site de Trinidad (Antilles), où se trouvent à peu près 10 m de sédiments récents légèrement surconsolidés. Une série d'essais triaxiaux à contrainte contrôlée et avec drainage et d'essais oedomètriques a été effectuée pour définir l'enveloppe d'écoulement de ces dépôts. Le remplissage de réservoirs d'eau de grand diamètre a été contrôlé par moyen de calculer les chemins effectifs de contrainte pendant le chargement, après quoi on a mis les états effectifs de contrainte en rapport avec l'enveloppe d'écoulement. Le but visé était d'empêcher le surchargement de grandes zones dans les sols de fondation et de minimiser de la sorte les déformations latérales qui produiraient des affaissements totaux et différentiels excessifs. Ce but a été atteint comme l'indiquent les déformations latérales relativement réduites, observées avec jusqu'à 300 mm de tassement vertical. Les profils de tassement à travers les réservoirs étaient aussi très uniformes. La méthode de l'enveloppe d'écoulement du chemin de contrainte effecti a été employée aussi pour expliquer la diminution de la vitesse de dissipation appréciable de la pression de l'eau interstitielle qui a eu lieu environ trois mois après la fin d'un remblayage de préchargement. Le changement dans la vitesse de dissipation s'est produit lorsque l'état effectif de contrainte a atteint l'enveloppe d'écoulement et l'affaissement a eu lieu. Au cours du premier remplissage des réservoirs la réponse de la pression de l'eau interstitielle dans les sédiments récents était bilinéaire. A une distance éloignée des limites de drainage la réponse initiale était approximativement élastique. Au fur et à mesure que le chargement continuait, la réponse de la pression de l'eau interstitielle s'est augmentée, étant approximativement égale au chargement superficiel appliqué. Le lieu des états effectifs de contrainte, associée à un changement dans la réponse de la pression de l'eau interstitielle paraît définir une enveloppe à l'intérieur de l'enveloppe d'écoulement. La partie supérieure de l'enveloppe élastique coincide avec le rapport de contrainte K0 pour les dépôts dans un état normalement consolidé.