bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Measurement of fabric anisotropy in triaxial shearing
Authors: Kuganenthira N. , Zhao D. , Anandarajah A. 
Published: October 2009

A system that can be used to measure variation of fabric anisotropy of soils during triaxial experiments is presented. The anisotropy is measured in terms of electrical conductivities measured in axial and radial directions. The method is non-destructive and can be used to monitor variation of anisotropy continuously, just as other mechanical measurements such as strains are measured. The required electrical conductivities are computed from measurements made using a set of four electrodes, all of which are embedded within loading platens. A special theory is employed for this purpose. The calculations also require a calibration that accounts for the variation of cross-sectional area of the specimens with loading and, for a given loading, the variation along the specimen axis. The latter is caused by friction between soil and platens. The system is used here to measure variation of anisotropy of a kaolinite during drained and undrained triaxial compression and extension tests. To verify the validity of results obtained, fabric anisotropy is determined at a few stages of loading by an independent technique, which is based on analysis of electron micrograph images. The patterns of variation of anisotropy determined by the two methods agree well. Cet exposé présente une méthode qui pent servir à mesurer Ľanisotropie texturale des sols dans les essais de compression triaxiale. Ľanisotropie estétablie à partir des conductiviés électriques mesurées dans les directions axiale et radiale. Cette méthode non destructive permet de suivre continuellement ľanisotropie, de la même façon qu'on mesure d'autres processus mécaniques comme les déformations. Les conductiviés électriques nécessaires sont calculées à partir de mesures prises par un ensemble de quatre électrodes encastrées dans les plateaux de chargement. Une théorie pardculière est employée à cette fin. Les calculs exigent également un étalonnage qui tient compte de la variation de la coupe transversale des éprouvettes en fonction de la charge, ainsi que de la variation le long de Paxe d'une éprouvette pour une charge donnée. Cette derniére variation est due au frottement entre le sol et les plateaux. Cette méthode est utilisée ici pour mesurer Panisotropie d'une kaolinite dans des essais de compression et d'extension triaxiales avec et sans drainage. Alin de vérifier la validité des résultats obtenus, on utilise une technique indépendante basée sur ľanalyse d'images de micrographic électronique pour quantifier ľanisotropie à quelques étapes du chargement. On constate une bonne concordance des valeurs d'anisotropie obtenues à ľaide de ces deux méthodes.
The effect of scale on rock fracture toughness: a fractal approach
Authors: Scavia C. 
Published: October 2009

This paper assesses the applicability of fractal geometry concepts to the formulation of a law of rock toughness parameter variation as a function of specimen size. Different diameter marble and sandstone specimens were subjected to short rod tests and the results obtained, which showed a marked scale effect, were analysed using the multifractal scaling law developed for concrete. To determine whether or not the basic hypothesis underlying this theory can be applied to rock, the fractal nature of the fracture surfaces of the two lithotypes considered was investigated. To this end surface profiles were determined using a high precision laser technique and their degree of fractality was assessed by three different methods. Cet exposé examine dans quelle mesure les concepts de la géométrie fractale peuvent servir à formuler une loi de la variation des paramètres de résistance des roches en fonction des dimensions des éprouvettes. On a soumis du marbre et du grés à des essais sur éprouvettes à entaille à V et on a utilisé une loi d'écaillage multifractal formulée pour le béton pour analyser les résultats obtenus, qui font état d'un effet d'écaillage prononcé. Pour établir si Phypothése fondamentale qui sous-tend cette éorie pent s'appliquer aux roches, on a examiné la nature fractale des surfaces de fracture des deux lithotypes. À cette fin, on a utilisé une technique au laser de grande précision pour déterminer les profils de surface, et on a évalué le degré de fractalité de ces derniers à l'aide de trois méthodes différentes.
Anisotropy of G0 shear stiffness in Gault Clay
Authors: Pennington D. S. , Nash D. F. T. , Lings M. L. 
Published: October 2009

The inclusion of anisotropic stiffness parameters in sophisticated constitutive models necessitates their determination in the field and laboratory. Hitherto, anisotropy of small-strain stiffness of clays has occasionally been examined in the laboratory by measurements on specimens sampled at different orientations. The authors have developed a device to propagate and receive horizontal shear waves with both vertical and horizontal polarization through 100 mm triaxial samples. The device incorporates bender elements embedded in the pads of a horizontal belt. In tests on both reconstituted and natural samples of Gault Clay, each of the transmission velocities Vs(xh), Vs(hx) and Fs(hh) has been measured during stress path tests. The ratio G0(hh)/G0(vh) has been shown to be highly dependent on stress state. Laboratory data on natural samples show results broadly consistent with in situ results. Pour pouvoir inclure des paramètres de rigidité anisotrope dans des modèles constitutifs perfectionnés, il faut les déterminer sur le terrain et en laboratoire. Jusqu'à présent, on a parfois examiné l'anisotropie de la rigidité d'argiles aux petites contraintes en mesurant des échantillons prélevés à diverses orientations. Les auteurs ont mis au point un dispositif qui permet la propagation et la réception d'ondes de cisaillement horizontals avec polarisation verticale et horizontal dans des échantillons de compression triaxiale de 100mm. Le dispositif comprend des elements de flexion noyés dans les plaquettes d'une bande horizontal. Dans des essais de parcours de contrainte sur des échantillons reconstitués et naturels d'argile de Gault, on a mesuré les vitesses de transmission Vs(vh), Vs(hv) et Vs(hh). On a montré que le rapport G0(hh)/G0(vh) depend en grande partie de l'etat de contrainte. Les résultats obtenus en laboratoire sur des échantillons naturels concordent assez bien avec les résultats obtenus sur le terrain.
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 &acute;isolement et, donc, favoriser des déplacements surtout bidimensionnels. Un grand nombre &acutelinstruments 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 q&caron;un m&acutelcanisme 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 q&caron;après 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 &acute;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 &acute;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.