bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Ground response during diaphragm wall installation in clay: centrifuge model tests
Authors: Powrie W. , Kantartzi C. 
Published: October 2009

A series of centrifuge model tests has been carried out to investigate the ground movements which occur during the installation of diaphragm walls in clay soils. The paper describes the centrifuge modelling technique, with reference to features such as the high initial in situ lateral earth pressures in overconsolidated clay deposits, and the stress and drainage boundary conditions imposed at the interface between the trench and the soil. The changes in pore water pressure and ground movements observed during the simulation of slurry trenching and concreting in a number of centrifuge model tests are described, and the influence of groundwater level and trench geometry is discussed. Ground movements were found to depend on a number of factors, including the initial groundwater level and the geometry (length/depth ratio) of the panel. The initial groundwater level is particularly important: soil surface settlements were reduced by a factor of 10 when a plane strain excavation was carried out with the water-table 10 m below ground level rather than at the soil surface. For a diaphragm wall trench 18·5 m deep and 1 m wide, three-dimensional effects were found to reduce the displacements at the centre-line of a single panel by a factor of 3 (compared with the plane strain case) for a panel 5 m long, but the benefit for a panel 10 m long was much smaller. Une série d'essais a été réalisée en centrifugeuse pour étudier les mouvements de terrains qui apparaissent lors de la mise en place de puvois moulées dans des sols argileux. L'article décrit la technique de modélisation par centrifugation qui reproduit des conditions telle que la triès forte pression latérale des terres régnant initialement dans une formation argileuse surconsolidée. Il décrit également les conditions limites de contrainte et de drainage imposées à Pinterface entre la tranchée et le sol. On décrit les variations de la pression interstitielle et les mouvements du terrain observés dans de nombreux essais de centrifugation simulant le creusement et le bétonnage, et on discute l'influence du niveau de la nappe et de la géométrie de la tranchée. Les mouvements du terrains semblent dépendre de plusieurs facteurs, entre autre du niveau initial de la nappe et de la géométrie du panneau (rapport longueur/profondeur). Le niveau initial de la nappe est particulièrement important: les tassements à la surface du sol, pour une excavation à déformation plane et une nappe située à 10 m en dessous du niveau du sol, sont divisés par 10 par rapport aux tassements observés avec une nappe affleurante. Pour une tranchée de mur diaphragme de 18,5 m de profondeur et de 1 m de large, la prise en compte de longueurs croissantes permet de réduire les déplacements calculés au milieu d'un panneau. Le déplacement pour un panneau de 5 m de long est divisé par 3 par rapport à celui calculé pour un panneau de longueur unité. Lorsque l'on passe à un panneau de 10 m de long, le gain est beaucoup plus faible.
Some anisotropic stiffness characteristics of a silt under general stress conditions
Authors: Zdravkovic L. , Jardine R. J. 
Published: October 2009

Practical geotechnical problems invariably involve rotations of the principal stress axis direction and changes in the relative magnitude of the intermediate principal stress. To assess stiffness characteristics under such conditions requires a hollow cylinder apparatus (HCA) with independent controls and accurate measurements of the component stresses (σz, σr, σθ and τ2θ) and strains (ɛz, ɛr, ɛθ and γzθ). This paper describes how the anisotropy of a dense quartzitic silt was explored over the non-linear range by conducting tests on 254 mm diameter HCA samples, and on smaller triaxial specimens. It is shown that the stiffness characteristics depend strongly on the stress path direction and major principal stress axis inclination. K0 consolidated samples show a particularly stiff response to torsional shear straining and the silt's compliance matrix is non-symmetrical and non-unique, even at small strains. The cross-coupling terms are different from those expected conventionally. For example, τzθ stress changes can affect ɛz, ɛr and ɛθ strongly and the soil tends to compress vertically when subjected to either torsional shear straining or uniaxial lateral loading. The patterns of anisotropy are altered by overconsolidation. Dans la pratique, les problèmes géotechniques font invariablement intervenir la rotation de l'orientation des axes des contraintes principales et la variation de l'importance relative de la contrainte principale intermédiate. L'évaluation des caractéristiques de rigidité dans de telles conditions exige l'emploi d'un appareil à cylindre creux à commandes indépendantes et la mesure précise des composantes de la contrainte (σz, σr, σθ et τzθ) et de la déformation (ɛz, ɛr, ɛθ et γzθ). L'article décrit l'étude de l'anisotropie d'un limon quartzeux dense dans la gamme non linéaire à l'aide d'essais effectués sur des cylindres creux d'un diamètre de 254mm et sur de plus petites éprouvettes de compression triaxiale. Les résultats montrent que les caractéristiques de rigidité sont fortement influencées par la direction des parcours de contrainte et par l'inclinaison prédominate des axes des contraintes principales. Les éprouvettes de sol consolidé K0 manifestent une réponse particulierèment rigide à la déformation de cisaillement en torsion, et la matrice d'élasticité du limon est asymétrique et non unique, même à de petites contraintes. Les couplages réciproques différent de ceux auxquels on pourrait normalement s'attendre. A titre d'exemple, des changements de la contrainte τzθ peuvent fortement influencer ɛz, ɛr et ɛθ, et le sol tend à se comprimer verticalement quand il est soumis à une déformation de cisaillement en torsion ou à une charge latérale uniaxiale. Les modes d'anisotropie sont modifiés par la préconsolidation.
Vertical vibration of a circular footing on a linear-wave-velocity half-space
Authors: Guzina B. B. , Pak R. Y. S. 
Published: October 2009

An exact treatment is presented for the problem of a rigid surface foundation vibrating vertically on an elastic half-space with a linear wave velocity profile. By means of a displacement-potential representation and integral transforms, the dynamic problem is formulated as a set of dual integral equations which are reducible to a Fredholm integral equation of the second kind. Numerical results are presented to illustrate the effects of the in situ inhomogeneity on the static and dynamic foundation responses. Characteristic features of the inhomogeneous half-space problem, such as the presence of local maxima in the dynamic foundation compliance functions and the existence of cut-off frequencies, are demonstrated. Les auteurs abordent le problème de la vibration verticale de fondations à surface rigide surune masse é1astique semi-infinie à vitesse de propagation d'onde linéaire. A l'aide d'une représentation du potentiel de déplacement et de transformations intégrales, ils formulent le problème dynamique sous la forme d'un ensemble de doubles équations intégrales que l'on pent réduire à une équation intégrale de Fredholm du deuxième ordre. Les résultats numériques présentés illustrent les effets de l'inhomogénéité en place sur les réactions statiques et dynamiques des fondations. Les auteurs démontrent les caractéristiques du problème des masses inhomo-gènes semi-infinies comme la présence de maxima locales dans les fonctions de conformitéde fondations dynamiques et l'existence de fréquences de transition.
Earthquake-related deformation beneath gently inclined ground
Authors: Pilgrim N. K. 
Published: October 2009

The experimental data from an investigation of the response of sand slopes to centrifuge model earthquakes are presented. In each test a condition of steady state seepage was established parallel to the base of the model slope before triggering a single earthquake. Discrete slip planes are not observed; the predominant form of instability beneath both steeper and more gentle slopes is shear strain deformation. The deformation is continuous, though not linear, with depth. The data recorded by acceleration and pore pressure transducers are used to establish time histories of effective stress beneath slopes of different gradient. The mechanisms of deformation are then identified through the concept of characteristic state theory (phase transformation). It is shown that inertial loading is predominant in mechanisms associated with the deformation of slopes of moderate inclination, while transient pore pressure increase (with loss of shear strength and subsequent gravity effects) predominates in mechanisms associated with the deformation of more gentle slopes. Ĺauteur présente les données expérimentales de recherches sur la réaction de talus de sable &garve; des modélisations de tremblement de terre en centrifugeuse. Dans chaque essai, on a établi un régime permanent de suintement parallèlement à la base du talus modé1isé avant de déclencher un tremblement de terre. On ńobserve aucun plan de glissement distinct, et le cisaillement est la forme prédominante &acute;instabilité sous les pentes abruptes comme sous les pentes plus douces. La déformation est continue, mais pas linéaire, en profondeur. Les données enregistrées par les capteurs d'accé1ération et de pression &acute;ean interstitielle servent à établir les diagrammes &acute;évolution des contraintes intergranulaires sous des talus de pente variée. Les m6canismes de déformation sont alors identifiés à ĺaide du concept de la Worie de ĺétat caractéristique (transition de phase). On montre que le chargement inertiel est prédominant dans les mécanismes associés à la déformation des talus de pente modérée, tandis que ĺaugmentation transitoire de la pression &acute;ean interstitielle (avec perte de r6sistance au cisaillement et effets de gravité subséquents) prédomine dans les mé- canismes associés à la déformation de talus à pente plus modérée.
Tectonic shear zones in the London Clay Formation
Authors: Chandler R. J. , Willis M. R. , Hamilton P. S. , Andreou I. 
Published: October 2009

Subhorizontal shear zones observed in the London Clay Formation are described. The physical properties of the shear zones are examined, and it is demonstrated both that they are of tectonic origin, the result of bedding plane slip during minor folding, and that they were probably formed before there had been any significant erosion of the London Clay or later overlying formations. The occurrence of the shear zones is reviewed, and it is shown that similar features have been recorded in other areas to the west of London, and it seems likely that they will be encountered elsewhere in the London basin, wherever minor folding occurs. The shape of the London Clay Formation—Reading Formation interface appears to give an indication of the degree of folding, and hence of the possible occurrence of shear zones. The displacements of the shear zones examined are believed to be small, perhaps only a few centimetres, and consequently the strength along the shear zones is probably slightly above the true large-displacement residual, although it is suggested that the drained strength of the shear zone should be assumed to be close to the field residual strength. L'article décrit les zones de cisaillement subhorizontales observées dans la formation argileuse de Londres. Les auteurs examinent les pro-priétés physiques des zones de cisaillement et montrent qu'elles sont d'origine tectonique, étant le résultat d'un glissement intercouche survenu pendant un plissotement, et qu'elles se sont probablement formées avant toute érosion sensible de Pargile londonienne on de formations sus-jacentes ultérieures. Les auteurs examinent la venue des zones de cisaillement et montrent que des caracteristiques semblables ont été relevées dans d'autres régions à 1'ouest de Londres et qu'il est probable qu'on en trouvera d'autres dans toute autre zone de plissotement du bassin de Londres. La configuration de 1'interface entre la formation argileuse de Londres et la formation de Reading semble donner une indication du degré de plissement et, par conséquent, de la venue possible de zones de cisaillement. On pense que les déplacements des zones de cisaillement examinées sont faibles, pas plus de quelques centimétres peut-être. En conséquence, it et probable que la résistance le long des zones de cisaillement est légérement supérieure au véritable résidu des grands déplacements, bien que certaines indications permettent de supposer que la résistance drainée de la zone de cisaillement se rapproche de la résistance de champ résiduelle.
Model testing of closely spaced tunnels in clay
Authors: Kim S. H. , Burd H. J. , Milligan G. W. E. 
Published: October 2009

This paper describes the use of reduced-scale model testing to study the effect of shield tunnel construction on the structural liners of existing nearby tunnels. The research considered the influence of tunnel proximity and alignment, liner stiffness and soil overconsolidation ratio on the nature of short-term interactions between closely spaced tunnels in clay. Seven sets of carefully controlled tests were performed in two main series: (a) parallel tunnels; and (b) perpendicular tunnels. Two different test tanks were developed and used to produce clay samples of Speswhite kaolin: a plane strain tank for the parallel tunnels; and a cylindrical tank for the perpendicular tunnels. Three model tunnels were installed in each clay sample in order to conduct two separate interaction experiments. The tunnel liners were installed using a model tunnelling machine that was designed to simulate the construction of a full scale shield tunnel. The first tunnel liner to be installed in any test was instrumented. Measurements of interaction effects were then made during and after the installation of new adjacent tunnels. The interaction mechanisms observed in the physical model tests are discussed and interpreted. Cet article décrit l’utilisation d’essais de maquette à déchelle rdéduite pour détudier l’effet de la construction d’un tunnel de protection sur les doublures structurales des tunnels avoisinants. Cette recherche a pris en compte l’influence de la proximitdé et de l’alignement des tunnels, de la rigiditdé' de la doublure et du taux de surconsolidation du sol sur la nature des interactions à court terme entre les tunnels rapprochdés dans l’argile. Sept lots d’essais soigneusement controldés ont détdé re'alisdés sur deux groupes principaux: (a) tunnels paralldéles; (b)tunnels perpendiculaires. Deux bassins d’essai diffdérents one détdé développdés et utilisdés pour produire des déchantillons d’argile de kaolin Speswhite; un bassin d’efforts plan pour les tunnels parallèles et un bassin cylindrique pour les tunnels perpendiculaires. Trois maquettes de tunnels ont détdé installdées dans chaque déchantillon d’argile afin de permettre deux expdériences d’interaction sdépardées. Les doublures ont détdé installdées en utilisant une maquette de tunnelier concue pour simuler la construction d’un tunnel de protection grandeur nature. La premidére doublure installdée dans chaque essai a détdé munie d’instruments. Des mesures des effets d’interaction ont alors détdé prises pendant et aprdés l’installation de nouveaux tunnels adjacents. Nous ddécrivons et interprdétons ici les mdécanismes d’interaction observdés dans les essais de maquette physique.
Mechanical behaviour of a natural soft clay
Authors: Callisto L. , Calabresi G. 
Published: October 2009

The results of an experimental study on the mechanical behaviour of the natural soft clay found at Pisa are discussed. Triaxial and true triaxial stress path—controlled tests were carried out, in which the soil was subjected to a variety of drained stress paths, each starting from the in situ stresses. The stress—strain behaviour was observed to be substantially non—linear from the very beginning of the loading process. The observed results are interpreted using concepts of hardening plasticity. The influence of the damage produced in the clay microstructure during loading is evaluated through a normalization technique. A comparison between the behaviour of the natural and the reconstituted clay is also presented. The results of the true triaxial tests show strength anisotropy. In both the triaxial and the true triaxial tests, the observed stiffness was found to depend strongly on the direction of the stress path. Dans cet exposé, nous présentons les résultats d'une étude expérimentale sur le comportement mécanique de ľargile tendre naturelle trouvée dans la région de Pise. Nous avons effectué des essais de contrainte triaxiale et de contrainte triaxiale réelle á trajectoire conrô1ée, essais au cours desquels le sol a été soumis á une variété de trajectoires de contrainte drainées, chacune commençant á partir des contraintes in situ. Nous avons observé que le comportement contrainte—déformation était substantiellement non linéaire depuis le commencement du processus de charge. Nous appliquons des concepts de plasticité durcissante pour interpréter les résultats observés. Nous évaluons ľinfluence des dé gâts infligés â la microstructure de ľargile pendant la charge grâce á une technique de normalisation. Nous comparons aussi le comportement de ľargile naturelle et de ľargile reconstituée. Les résultats des essais triaxiaux réels ont mis en évidence une anisotropie de résistance. Dans les essais triaxiaux tout comme dans les essais triaxiaux réels, il est apparu que la rigidité observée dépendait fortement de la direction de la trajectoire de la contrainte.
Deformation of granular materials due to rotation of principal axes
Authors: Joer H. A. , Lanier J. , Fahey M. 
Published: October 2009

The behaviour of granular materials when subjected to rotation of their principal axes of stress or strain is not fully understood. In the late 1980s a new apparatus was developed to allow general plane strain conditions to be applied to an analogue soil (Schneebeli cylinders). This paper presents a short description of this apparatus and its capabilities. Experimental results from different types of cyclic tests involving the continuous rotation of principal axes are given, mainly in terms of volume change and the co-axiality of stress and strain increment tensors. The results show that cyclic rotation induces a general tendency to compaction, and that the principal axes of stress and strain increment are not coincident as it is generally assumed in isotropic elastoplastic modelling. Le comportement des matériaux granulaires soumis à une rotation des axes principaux de contrainte ou de dèformation ňest pas parfaitement compris. Vers la fin des années 1980, un nouvel appareil a éwé mis au point pour appliquer les conditions générales de contrainte plane &caron; un sol analogique ('rouleaux de Schneebeli'). Cet article présente une brève description de cet appareil et de ses capacités. Les résultats expérimentaux concernant divers types &grave;essais cycliques avec rotation continuelle des axes principaux sont present6s surtout en termes de changement de volume et de coaxialité des tenseurs ďincréments de contrainte et de d6formation. Les résultats montrent que la rotation cyclique provoque une tendance générale ď la compaction et que les axes principaux ďincré ments de contrainte et de dèformation ne sont pas coincidents, contrairement &caron; ce qui est généralement admis pour les modéles élastoplastiques isotropes.
Combined loading of skirted foundations
Authors: Bransby M. F. , Randolph M. F. 
Published: October 2009

>The response of skirted offshore foundations to combined vertical (V), moment (M) and horizontal (H) loading has been studied using two-dimensional finite-element analysis and upper-bound plasticity analysis assuming the soil to be undrained. New information has been gained about the shape of the yield locus and the soil deformation mechanisms occurring at yield from the finite-element analysis. The shape of the yield locus was found to be similar to that predicted by previous workers in V—M and V— H space but differed significantly in M—H space. This behaviour is explained using upper-bound plasticity mechanisms suggested by the soil deformation mechanisms calculated in the finite element analysis. This procedure is then used to give a good approximation to the shape of the yield locus and thus may form the basis for future design methods. Additionally, a simplifying transformation is suggested for the yield locus in H—M space based on plasticity analysis, which allows use of simple mathematical expressions to form a design envelope. Nous 6tudions la réponse de fondations offshore à jupe à une combinaison de charge verticale (V), instantanée (M) et horizontale (H) en utilisant des analyses d'é1éments finis en deux dimensions et une analyse de plasticité de limite supérieure en supposant un sol non drainé. Nous drons de Panalyse d'é1éments finis de nouveaux renseignements sur la forme du lieu d'é1asticité limite et sur les mécanismes de déformation du sol qui se produisent à la limite é1astique. La forme du lieu se révèle comme similaire à celle présagée par les travaux précédents dans les espaces Vmdash;M et V—H mais considérablement différente dans Pespace M—H. Nous expliquons cc comportement en utilisant les mécanismes de plasticité de limite supérieure qui sont suggérés par les mécanismes de déformation du sol calcu1és dans 1'analyse d'é1éments finis. Cette procédure est alors utilisée pour donner une bonne approximation de la forme du lieu qui pourra ainsi former la base des futures méthodes de design. De plus, nous suggérons une transformation simplificatrice pour le lieu d'é1asticité limite dans Pespace H—M sur la base de 1'analyse de plasticité qui permet Putilisation d'expressions mathématiques simples pour former une enveloppe de design.