bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Strip foundations on a cross-anisotropic soil layer subjected to dynamic loading
Authors: Gazetas G. 
Published: October 2009

A rigorous semi-analytical formulation is presented to study the static and dynamic response of rigid strip footings supported on the surface of a horizontally layered soil deposit. Each layer is modelled as a homo- geneous cross-anisotropic medium with a vertical axis of material symmetry while the loading consists of har- monically time-varying horizontal or vertical forces and moments. The solution, based on an experimentally verified relationship among the anisotropic soil para- meters that uncouples the wave equations in closed- form, is exact in that it properly accounts for the true boundary conditions at the layer interfaces and the surface. Comprehensive parametric studies are presented in the form of normalized displacement-load or rota- tion-moment ratios as functions of dimensionless geo- metric and material parameters. Simple and sufficiently accurate formulas ofdirect practical applicability are also given for static displacements and resonant frequency factors. The results clearly demonstrate the significance of soil anisotropy in determining undrained static and dynamic response of foundations; soils with a large ratio of horizontal to vertical Young’s moduli experience smaller static displacements and quite different dynamic response characteristics from equivalent isotropic soil deposits. L'article présente une formulation semi-analytique rigoureuse pourétudier la réponse dynamique et statique de semelles Mantes rigide reposant à la surface de sédiments de sob a couches horizontales. Chaque couche est modélisée sous la forme d'un milieu homogéne de section anisotrope ayant un axe vertical de symétrie matérielle, tandis que la charge est constituée de forces et moments verticauxou horizontaux à variation harmonique dans le temps. La solution, basée sur une relation vérifiée expérmentalement entre les paramétres de sots anisotropes qui découple les équations d'onde de forme fermée, est exacte en ce qu'elle tient bien compte des conditions de hmite vraie aux interfaces des couches et à la surface. L'article presente des études paramétriques complétes sous la forme de rapports rotation-moment ou déplacement-charge normalisés en tant que fonctions de paramétres matériels et géomitriques adimensionnels. L'article prtsente également des formules simples et suffisamment precises ayant une application pratique directe pour des facteurs de fréquence de résonance et des déplacements statiques. Les résultats montrent bien I'importance que représente l'anisotropie des sols pour la détermination de la reponse dynamique et statique non drainée de fondations; dans le cas de sob dont le rapport desmodules d'élasticite de Young horizontal/vertical est important, les déplacements statiques sont moindres et les caractéristiques de résponse dynamique sont totalement differents de celles de sédiments de sols isotropiques équivalents.
Consolidation with constant rate of deformation
Authors: Lee Kuantsai 
Published: October 2009

The moving boundary theory of consolidation is used to study a thin specimen undergoing a constant rate of deformation: an idealized condition in the so-called constant rate of strain consolidation test. This is in contrast to previous small strain theories in that a realistic boundary movement is allowed in the mathematical model, which is thus suitable for both small and large strain conditions. The equation is solved numerically and it is found that the solution is dependent on the deformation rate used, this being characterized by a parameter β. An approximate solution based on the assumption of a parabolic strain distribution is developed and compared with the numerical solution. A new method of interpreting test results, valid for small values of β, is proposed. This limitation of β sets an upper limit of deformation rate that can be used in a test. La théorie des conditions aux limites variable relatives à la consolidation est utilisée pour étudier un échantillon mince soumis à une déformation de taux constant: condition idéalisée dans ce que l'on appelle l'essai de consolidation à taux constant de déformation. Cette théorie diffère des précédentes théories de faible déformation en ce que le modéle mathématique tient compte d'un degré de variation des conditions limites réaliste et ce modèle convient donc à la représentation des conditions de faible déformation aussi bien que grand. L'équation est résolue de façon numérique et la solution se révèle dépendante du taux de déformation utilisé, ce dernier étant caractérisé par un paramètre β. Une solution approximative, basée sur l'hypothèse d'une répartition parabolique des déformations, est développée et comparée à la solution numérique. Une nouvelle méthode d'interprétation des résultats, valable pour de faibles valeurs de β, est proposée. Cette limitation de la valeur de β fixe une limite supérieure au taux de déformation à laquelle on peut faire appel lors d'essais.
The response of flexible piles to lateral loading
Authors: Randolph M. F. 
Published: October 2009

The majority of piles encountered in practice may be regarded as ‘flexible’ under lateral loading. That is, the induced deformations and bending moments are confined to the upper part of the pile and the overall length of the pile does not significantly affect the response of the pile. The results of a parametric study, conducted using the finite element method and treating the soil as an elastic continuum with a linearly varying soil modulus, are presented as simple algebraic expressions. These expressions are similar in form to those which arise from a Winkler idealization of the soil, enabling immediate estimates to be made of: the active length of the pile; the ground level deformations; and the maximum bending moment down the pile. In addition, expressions are presented quantifying the effect of interaction between neighbouring piles. from which the behaviour of groups of piles subjected to lateral loading may be deduced. Application of the solutions is demonstrated by the analysis of lateral loading tests on single piles and on groups of piles. On peut considérer la majorité des pieux rencontrés dans la pratique comme ‘flexibles’ dans des conditions de charge latérale. Les déformations induites et les moments de flexion sont restreints à la partie supérieure du pieu et la longueur globale du pieu n'a pas d'effet significatif sur la réponse de celui-ci. Les résultats d'une étude paramétrique faisant appelàla méthode des éléments finis et dans laquelle le sol est représenté par un continuum élastique dont le module est à variation linéaire, sont préentés sous forme d'expressions algébriques simples. Lcs expressions sont semblables du point de vue de la forme à celles obtenues à partir d'une idéalisation Winkler du sol, et permettent l'estimation immédiate: de la longueur active du pieu; des déformations au niveau du sol;et du moment de flexion maximum en bas du pieu. En outre, I'article présente des expressions permettant de quantifier l'effet de l'interaction entre pieux adjacents, et de déduire le comportement de groupes de pieux soumis à une charge latérale. L'application des solutions est démontrée par l'analyse d'essais de charge 1atérale sur des pieux uniques et sur des groupes de pieux.
Torsional displacements and stresses in non-homogeneous soil
Authors: Gazetas G. 
Published: October 2009

A study is presented of the axially symmetric deformation of a non-homogeneous elastic halfspace subjected to torsional shear tractions that are linearly distributed over a circular portion of the otherwise free surface. The problem is formulated in terms of Hankel integral transforms and an inverse procedure is implemented in which the determination of the type of non-homogeneity constitutes part of the problem. A numerical parametric study shows the effect of the degree of soil inhomogeneity on the distribution of circumferential displacements and shear stresses in the medium. With increasing non-homogeneity stresses affect soil at greater vertical and lesser radial distances. Gibson's law of the Winkler-type behaviour of linearly inhomogeneous, incompressible soils can only qualitatively apply in this case, as the surface displacements tend to become proportional to the applied local pressure and decay rapidly away from the torsionally loaded area in strongly non-homogeneous deposits. Il est présenté une étude de la déformation axi symétrique d'un semi-espace élastique non homogène soumis à des efforts de traction par torsion répartis linéairement sur une zone circulaire de la surface libre par ailleurs. Le problème est formulé en fonction des transformes intégrales de Henkel et un procédé inverse est appliqué au sein duquel la détermination du type de non homogénéité constitue une partie du problème. Une étude exhaustive des paramètres numériques montre l'effet du degré de non homogénéité du sol sur la répartition des déplacements périphériques et des efforts de cisaillement dans le substrat. Les contraintes affectent le terrain sur des distances verticales plus grandes et des distances radiales moins grandes en fonction de l'accroissement de la non homogénéité. La loi de Gibson sur le comportement de type Winkler des sob linéairement non homogènes et incompressibles n'est applicable que qualitativement dans ce cas, car les déplacements superficiels ont tendance à devenir proportionnels à la pression appliquée localement et à s'altérer en s'éloignant rapidement de la zone sous charge de torsion, dans des dépots de terre fortement non homogènes.
Wave-induced stresses around a pipe laid on a poro-elastic sea bed
Authors: Mei Chiang C. , Foda Mostafa A. 
Published: October 2009

The dynamic equations of poro-elasticity by Biot, who extended Terzaghi's one-dimensional theory of soil consolidation, are used to study the local stresses induced by sea waves passing a circular pipe fixed on the sea bed. These equations couple the motion of the pore fluid and the solid skeleton, and are in general difficult to solve analytically. An analytical approximation is applied and solutions are presented in explicit forms. The approximation makes use of the usually low permeability of the sea bed, and is applicable when drainage is appreciable only near the mud line in a layer of thickness much less than the pipe diameter. Les équations dynamiques de poroélasticité de Biot, qui développa la théorie unidimensionnelle de la consolidation des sols de Terzaghi, ont été appliquées à l'étude des contraintes locales engendrées par les vagues maritimes agissant sur un tube circulaire fixé au fond de la mer. Ces équations qui associent le mouvement du fluide interstitiel et le squelette solide sont généralement difficiles à résoudre de façon analytique. Une approximation analytique est faite et des solutions sont presentées en termes explicites. L'approximation tient compte de la perméabilité normalement faible du fond de la mer et elle est applicable lorsque le drainage est d'un niveau appréciable uniquement près de la ligne de base, en une épaisseur de couche bien inférieure au diamètre du cylindre.
Self-weight consolidation of soft soils: an experimental and theoretical study
Authors: Been K. , Sills G. C. 
Published: October 2009

Soil is laid down by sedimentation through water, passing through the phases of a fluid supported suspension, through a loose structure to a soft soil, the stiffness of which then gradually increases under additional load. Consolidation is caused by the self-weight of the soil and, while the sediment is soft, is accompanied by large strains. To predict magnitudes and rates of movement, the physical processes must be understood and used as the basis of a theoretical model. This Paper describes laboratory experiments on the development and consolidation of a soft soil in settling columns, with measurement of density (using an accurate, non-destructive X-ray technique), total stress, pore pressure and settlement. The results are compared with an earlier theoretical model. Modifications made to the model in the light of observed experimental features allow it to be used to predict the laboratory consolidation. Le sol est déposé par sédimentation à travers l'eau; il a d'abord la forme d'une suspension soutenue par un fluide, puis d'une structure sans cohésion et, enfin, d'un sol mou dont la rigidité s'accroit progressivement en fonction de la charge. La consolidation est entraînée par le poids intrinsèque du sol et, tant que le sédiment reste mou, ce processus de consolidation s'accompagne d'importantes déformations. Afin de pouvoir prédire l'ampleur et les taux de déplacement, il faut comprendre la nature des processus physiques qui ont lieu et en faire les base d'un modèle théorique. Le présent article décrit certaines expériences en laboratoire relatives à la formation et à la consolidation d'un sol mou dans des colonnes de sédimentation ainsi que les mesures de densité (à l'aide d'une technique faisant appel à des sondages précis par rayons X non destructifs), la contrainte globale, la pression interstitielle et la sédimentation. Les résultats sont comparés à ceux d'un modèle théorique précédent. Les modifications apportées au modèle en conséquence des phénomènes expérimentaux observés lui permettent de servir à prédire le processus de consolidation en laboratoire.
The behaviour of anchor plates in sand
Authors: Rowe R. K. , Davis E. H. 
Published: October 2009

This Paper describes a theoretical investigation into the behaviour of anchor plates in sand. Consideration is given to the effects of anchor embedment, friction angle, dilatancy, initial stress state K0 and anchor roughness for anchor plates with either a vertical or a horizontal axis. Collapse loads are observed to increase sensibly with embedment. Deep anchors exhibited high collapse loads. However, because of local yield, the deformations of deep anchors before collapse may be sufficiently large to necessitate the adoption of a practical definition of failure at loads below the actual collapse load. Soil dilatancy and anchor roughness significantly affect anchor capacity for certain cases, but the effect of K0 on collapse load is small for typical cases. The theoretical results are compared with the results of the Authors' model tests as well as other model and field test data. There is encouraging agreement and, for the cases considered, the theoretical results provide a reasonable prediction of anchor capacity. The theoretical results for sand are extended to the case of cohesive–frictional soils. The theoretical results are presented in influence charts which may be used in hand calculations to obtain an estimate of anchor capacity for a wide range of geometries and soil types. The use of these charts is illustrated by a worked example. L'article décrit une recherche théorique sur le comportement des plaques d'ancrage dans le sable, en fonction de l'encastrement de l'ancrage, de l'angle de frittement, de la dilatance, de l'état de contrainte initiale K0 et de la rugosité des plaques d'ancrage à axe vertical ou horizontal. On a constaté que la charge de rupture s'accroît sensiblement avec l'encastrement de l'ancrage et que des ancrages profonds fournissent de grandes charges de rupture. Cependant à cause de fluage local les déformations des ancrages profonds avant rupture peuvent être assez grandes pour nécessiter l'adoption d'une definition pratique de la rupture à des charges audessous de la charge de rupture réelle. La dilatance du sol et la rugosité de l'ancrage affectent la charge utile de l'ancrage d'une façon significative dans de certains cas, mais l'effet de la valeur K0 sur la charge de rupture est faible dans les cas typiques. Les résultats théoriques sont comparés aux résultats des tests-modèles de l'auteur aussi bien qu'avec d'autres données modéles et pratiques. On trouve une correspondance encourageante et les résultats théoriques fournissent une prévision raisonnable de la charge utile dans les cas considerérés. Les résultats théoriques obtenus pour le sable sont étendus au cas des sols cohérents. Les résultats théoriques sont présentés sous la forme d'abaques d'influence qui peuvent être employés dans des calculs manuels pour obtenir une évaluation approximative de la charge utile pour une large gamme de géométries et de types de sol. L'emploi de ces abaques est illustré a l'aide d'un exemple.
The behaviour of anchor plates in clay
Authors: Rowe R. K. , Davis E. H. 
Published: October 2009

The undrained behaviour of anchor plates with a vertical or horizontal axis, resting in a saturated clay, is examined. Theoretical consideration is given to the effects of anchor embedment, layer depth, overburden pressure and breakaway condition as well as anchor roughness, thickness and shape. The influence of these parameters on the failure mechanism and the anchor capacity is discussed. It is shown that in many cases ultimate collapse is preceded by significant anchor displacement and a definition of failure which allows reasonable displacement predictions to be made at working loads is proposed. Model tests for anchors with a vertical axis are reported. A comparison of these results and other published data with the theoretical solutions indicates encouraging agreement. The results of this study are presented in the form of charts which may be used directly in hand calculations for estimating the undrained failure load for anchor plates. L'article décrit le comportement non-drainé des plaques d'ancrage à axe vertical ou horizontal qui reposent dans l'argile saturée et décrit du point de vue théorique les effets de l'encastrement de l'ancrage, de la profondeur des couches, de la pression du terrain de couverture de la rugosité de l'épaisseur et de la forme de l'ancrage. L'influence exercée par ces paramètres sur le mécanisme de rupture et la charge utile de l'ancrage sont aussi discutées. On démontre que dans beaucoup de cas la rupture finale est précédée d'un déplacement significatif de l'ancrage et on propose une définition de la rupture qui facilitera la prévision raisonnable des déplacements sous charges de service. Un compte-rendu est donné de tests-modèles pour les ancrages à axe vertical. Une comparaison de ces résultats et d'autres données déjà publiées avec les solutions théoriques indique une correspondance encourageante. Les résultats de cette étude sont présentés sous la forme d'abaques qui peuvent être employés de façon directe dans des calculs manuels pour évaluer la charge de rupture des plaques d'ancragé dans des conditions.
Theoretical analysis of the fall cone test
Authors: Houlsby G. T. 
Published: October 2009

The fall cone test is widely used as a method for determining the liquid limit of a clay. In the past it has been suggested that the liquid limit test is essentially a strength test, and empirical correlations have been made for the strength at the liquid limit. This Paper presents a theoretical analysis of the fall cone test and a direct calculation of the undrained strength at the liquid limit. The analysis also allows a critical examination of the tolerances specified for the liquid limit device; it is found that the single most important factor affecting liquid limit is cone roughness. Le test au cône à chute libre est largement employé pour déterminer la limite de liquidité d'une argile. Dans le passé on a supposé que l'essai de la limite de liquidité est essentiellement un essai de résistance et des corrélations ont été établies pour la résistance et la limite de liquidité. Cet article présente une analyse de l'essai au cône à chute fibre et un calcul direct de la résistance non-drainée à la limite de liquidité. L'analyse permet aussi un examen critique des tolérances spécifiées pour l'appareil de cet essai et on conclut que la rugosité du cône représente le facteur le plus important qui affecte la hmite de liquidité.
An experimental study of skin friction around piles in clay
Authors: Chandler R. J , Martins J. P. 
Published: October 2009

Load tests on a model pile installed in Speswhite kaolin are described. The soil surrounding the pile was consolidated under a range of stress ratios K, and the pile was loaded under drained conditions in such a way that only shaft friction was generated. Pile installation techniques minimized soil disturbance so that the failure criterion for pile shaft friction could be investigated. The results, based on tests on nine normally consolidated and one overconsolidated sample, show that the angle of shaft friction is independent of the stress ratio in the soil before loading (0·7 <K <1·5), and is only justless than φ′triaxial for normally and overconsolidated kaolin. When loaded axially the lateral stresses on the pile shaft decrease with increasing shaft load for normally consolidated soil, and increase on loading in overconsolidated soil. Differences between adhesion factors α; back-calculated from the model tests and those normally encountered in practice highlight the effects of disturbance caused by most pile installation techniques. L'article décrit des essais de chargement d'un pieu-modéle mis en place dans le kaolin de Speswhite. Le sol entourant le pieu a été consolidé. successivement à différents rappart des contraintes principles K et le pieu a été chargé dans des conditions drainées de telle fa&cetil;on que seulement du frottement latéral soit mobilisé. La technique d'installation du pieu a minimiser le remaniement du sol de sorte que le critére de rupture par frottement latkral puisse être étudié. Les résultats, basés sur des essais effectés sur onze échantillons normalement consolidés et un échantillon surconsolidé, indiquent que l'angle de frottement sur le pieu est indépendant des rapports de contraintes dans le sol avant chargement (0·7 <K <l·5), et que sa valeur n'est que légérement inférieure à φ′ triaxial dans le cas du kaolin normalement consolidé et surconsolidé. Lors du chargement axial les contraintes latérals sur le fut du pieu décroissent au fur et à mesure que la charge de puits augmente dans du sol normalement consolidé, tandis qu'elles s'accroissent quand ladire charge croît dans du sol surconsolidé. Les différences entre les coefficients de frottement x calcués à parti du modéle et ceux habituellement rencontrts en practique font apparaitre clairement les effets du remaniement causé par laplupart des proédés de mise en oeuvre des pieux.