bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Frictional Characteristics of Minerals
Authors: Horn H. M. , Deere D. U. 
Published: October 2009

Synopsis The frictional characteristics of minerals commonly found in rock and soil have been investigated experimentally. The test results reveal that the presence of fluids on sliding surfaces of minerals greatly increases the frictional coefficients of minerals having massive crystal structures, such as quartz and feldspar, but decreases the frictional coefficients of minerals having layer-lattice structures, such as mica and chlorite. The antilubricating action of fluids on massive-structured minerals was found to be the most pronounced when the fluids were highly polar. The anti-lubricating effect diminishes rapidly, however, as surface roughness increases. No consistent relationship was found between the polarity of a fluid and its effectiveness as a lubricant of layer-lattice minerals. The rate of sliding did not affect the frictional coefficients of quartz surfaces. However, the coefficients of friction of mica increased as the rate of sliding increased. Direct shear tests performed on Ottawa sand indicate that, apart from their possible effect on capillary forces, variations in particle surface moisture have no appreciable influence on the drained shearing resistance of soils composed of massive-structured minerals. However, the drained shearing resistance of powdered mica decreased as the surface moisture of the particles was increased. On a fait des recherches expérimentales sur les caractéristiques de friction des minéraux rencontrés dans le rot et le sol. Le résultat des essais montre que la présence de fluides sur les surfaces de glissement des minéraux augmente fortement les coefficients de friction des minéraux de structure cristallifére agglomérée tels que le quartz et le feldspath, mais diminue les coefficients des minéraux de structures à réseau à plans atomiques, tels que le mica et le chlorite. L'action anti-lubrifiante des fluides sur les minéraux à structure agglomérée s'est révélée la plus forte lorsque les fluides étaient fortement polarisés. Cependant l'effet anti-lubrifiant diminue rapidement lorsque la rugosité augmente. On n'a trouvé aucune relation conséquente entre la polarité d'un fluide et son efficacité en tant que lubrifiant de minéraux à réseau à plans atomiques. Le dégré de glissement n'affectait pas les coefficients de friction des surfaces de quartz. Pourtant les coefficients de friction du mica augmentent lorsque le degré de glissement augmente. Des essais de cisaillement direct faits avec des sables d'Ottawa montrent qu'à part leur effect possible sur les forces capillaires, les variations de teneur en eau superficielle des grains n'ont pas d’effet appréciable sur la résistance au cisaillement à l'état drainé des sols composés de minéraux à structure agglomérée. Cependant la résistance au cisaillement à l'etat drainé du mica en poudre diminue lorsque la teneur en eau superficielle des grains augmente.
Energy Components During the Triaxial Cell and Direct Shear Tests
Authors: Rowe P. W. , Barden L. , Lee I. K. 
Published: October 2009

Synopsis The components of energy loss during a triaxial cell test are examined critically. It is shown that the stress dilatancy equation may be derived by inserting a modified cell pressure into the Bishop energy correction. The physical reason for this is discussed and the correct solution is derived in three different ways. In view of this correlation with previous thought the components of the Roscoe energy balance are discussed. The stress dilatancy equation for the triaxial cell extension test is also derived, making use of energy components. The expression for the rate of internal work absorbed in friction due solely to dilation in a direct shear is shown to be similar in form to that in the triaxial cell test. Les composantes de perte d'énergie pendant un essai de cellule triaxial sont examinées critiquement. On montre que l'équation de dilatabilité des contraintes peut être dérivée en insérant une pression de cellule modifiée dans la correction d'énergie de Bishop. La raison physique de cette opération est discutée et la solution exacte est dérivée de trois manières différentes. En raison de cette corrélation avec l'opinion précédente les composantes de l'équilibre d'énergie de Roscoe sont discutées. L'équation de dilatabilité des contraintes pour l'essai de dilatation de la cellule triaxiale est aussi dérivée, en faisant usage des composantes d'énergie. L'expression pour la proportion de travail interne absorbée par le frottement uniquement dû à la dilatation dans un cisaillement direct, est représentée comme étant semblable comme forme à celle de l'essai de cellule triaxiale.
The Moisture Characteristics, Composition and Structural Analysis of a Red Clay Soil from Nyeri, Kenya
Authors: Coleman J. D. , Farrar D. M. , Marsh A. D. 
Published: October 2009

Synopsis Laboratory studies have shown that a red clay soil from Nyeri, Kenya, (which occurred immediately beneath the top soil and was seasonally air dried in situ) possessed unusual properties, including an excessively high moisture sorption, increase in index values with prolonged mixing and abnormally low optimum dry density for B.S. compaction. The explanation of these properties is shown in this Paper to lie in the mineralogy and structure of the soil, and by use of colour studies it is shown that the meta-halloysite and quartz in the soil are coated overall and cemented with haematite. In the Appendix, brief consideration is given to a mechanism of formation of the red clay soil from basalt, and it is shown that this mechanism is consistent with the known geological estimates of the age of the soil. Des études de laboratoire ont montré qu'un sol d'argile rouge de Nyeri, Kenya (qui se trouvait immédiatement au-dessous du sol supérieur et était séche à l'air et sur place pendant la saison), possédait des propriétés peu communes, comprenant une absorption excessivement élevée d'humidité, augmentation des valeurs d'index avec mélange prolongé et densité sèche optimum anormalement basse pour compacité B.S. L'explication de ces propriétés est indiquée dans cette communication comme due à la minéralogie et structure du sol, ct par l'emploi d'études de couleurs on a démontré que le métahalloysite et le quartz dans le sol sont complètement recouverts et cémentés avec de l'hématitc. Dans l'appendice, une considération brève est donnée à un mécanisme de formation du sol d'argile rouge provenant du basalte, et il est démontré que ce mécanisme est consistant avec les estimations géelogiques connues de l'âge du sol.
The Analysis of the Stability of General Slip Surfaces
Authors: Morgenstern N. R. , Price V. E. 
Published: October 2009

Synopsis Within the framework of limit equilibrium methods of stability analysis, no restriction need be placed at the outset upon the shape of the possible slip surface. In many cases, the critical surface may deviate significantly from a circle or a plane and therefore a method that facilitates the analysis of surfaces of arbitrary shape is of interest. A method for doing this is presented. The assumptions necessary to make the problem statically determinate are discussed. The solution of the governing equations ensures that all equilibrium and boundary conditions are satisfied. The method has been programmed for a digital computer and some examples of its application are given. Comparisons are also made with other methods of analysis. Dans la cadre des méthodes d'équilibre limite d'analyse de stabilité, il n'y a pas besoin d'imposer de restrictions au départ sur la forme de la surface de glissement éventuelle. Dans bien des cas, la surface critique peut dévier d'une manière significative d'un cercle ou d'un plan at par conséquent une méthode qui facilite l'analyse des surfaces de formes arbitraires présente un intérêt. On présente une méthode pour accomplir cela. On discute des hypothèses nécessaires pour que le problème soit déterminé au point de vue de la statique. La solution des équations dominantes garantit que toutes les conditions d'équilibre et de limite soient satisfaites. La méthode a été programmée pour une calculatrice digitale et on donne quelques examples de ses applications. D'autres méthodes d'analyse y son comparées.
The Compressibility of an Air/Water Mixture and a Theoretical Relation Between the Air and Water Pressures
Authors: Schuurman Ir. E. 
Published: October 2009

Synopsis Until now the compressibility of a water/air mixture has been calculated with the aid of Boyle's law and Henry's law of solubility; it has been assumed that the air and water pressures of the mixture were the same. The present treatment refers only to degrees of saturation in excess of 85% where the air is assumed to be present in the form of bubbles. It is necessary to take into account the surface tension between air and water in the calculation of the compressibility of the mixture. Also using the surface tension and the above laws it is possible to obtain a relation between air and water pressures. Formulae are given by which it is possible to predict the water pressure of partly saturated clay samples in the triaxial cell under different stress conditions. Jusqu'à maintenant la compressibilité d'un mélange air et eau avait été calculée en utilisant la loi de Boyle et la loi de Henry régissant la solubilité. On prenait comme hypothése que la pression de l'air était égale à la pression d'eau dans le mélange. L'essai présent rend compte seulement du degré de saturation plus que 85%; il est assumé quele mélange consiste non pas de deux phases bien distinctes, mais d'une série de bulles d'air distribuées dans le liquide. On doit tenir compte des forces de tension de surface pour calculer la compressibilité du mélange. Ainsi tenant compte des forces de tension de surface et des lois précédemment mentionées, on peut établir une relation entre la pression de l'air et la pression de l'eau. L'article donne les formules qui permettent de prédire la pression interstitielle d'échantillons d'argiles partiellement saturées dans un essai triaxial.
The Geometry of Discontinuities and Slope Failures in Siwalik Clay
Authors: Fookes Peter G. , Wilson D. Dene 
Published: October 2009

Snyopsis During their geological past, the clay and sand-stone beds of the Siwalik System, Northwest Pakistan, have been affected by various tectonic forces. Compressive stresses have folded the bed-rock and left a print of common geological structural discontinuities such as faults, joints, shear zones and fissures. These structures form planar surfaces which can readily be studied and classified by simple geological field techniques. Under certain conditions the form of failures in the clays, and occasionally the sandstones, of the Siwaliks is governed by the geometry of these existing surfaces within the bedrock. The geometry of the discontinuities is discussed in Part 1 and slope failures in Part 2, together with case histories given to illustrate three principal geometric types. Au tours de leur passé géologique, les couches argileuses et gréseuses du Systéme Siwalik, au Pakistan du Nord-Ouest, ont été affectées par diverses forces tectoniques. Des contraintes de compression ont plié le fond rocheux et laissé une empreinte de discontinuités structurales géologiques ordinaires telles que des failles, des joints, des zones de cisaillement et des fissures. Ces structures forment des surfaces planes qui peuvent être étudiées facilement et classées par de simples techniques géologiques sur place. Dans certaines conditions, la forme des ruptures dans les argiles et occasionnellement les grés des Siwaliks est gouverée par la géométric de ces surfaces pré-existant dans le fond rocheux. La géométrie des discontinuités est discutée dans la partie 1 et les ruptures de talus dans la partie 2, ainsi que l'exposé d'exemples donnés pour illustrer trois types géométriques principaux.
Anisotropy of Granites: A Reflection of Microscopic Fabric
Authors: Douglass P. M. , Voight B. 
Published: October 2009

Synopsis The Paper contains the results of an inquiry into the mechanical anisotropy of granites from three North American localities. An assumption of an ellipsoidal distribution of elastic moduli was found to be justified: the data suggest that the orthotropic elastic idealization may be suitable provided that non-linearity is accounted for. Engineering pre- dictions for these rocks, if based on the idealization of linear isotropic behaviour, could lead to serious error. It was of interest to discover through microscopic fabric analysis that the interpreted cause of both non-linear and anisotropic behaviour was mechanistically the same, i.e. an effect produced by small preferentially orientated cracks. For all cases tested, directions of high compliance and low cleavage resistance could be related to micro- fractures in quartz grains. Observations of this fabric element can provide a rapid and inexpensive method for evaluating the anisotropy of the granitic rock mass. Cet exposé contient les résultats d'une enquête relative à l'anisotropie mécanique des granites dans trois localités de l'Amérique du Nord. Une supposition de distribution ellipsoïdale des modules élastiques s'est révélée être justifiée; les donneés suggrènt que l'idéalisation élastique orthotropique peut convenir à condition que la nonlinéarité puisse être expliquée. Les prévisions mécaniques relatives à ces roches, si elles sont basées sur l'idéalisation du comportement isotrope, peuvent mener à des erreurs importantes. Il a été intéressant de découvrir au moyen de l'analyse de la texture microscopique que la cause expliquée du comportement non-linéaire ainsi que du comportement anisotropique était mécaniquement la même, c'est à dire un effet produit par de petites fissures à orientation préférentielle. Dans tous les cas soumis à des essais. les directions d'une conformation élevée et d'une résistance au clivage faible pouvait être rapportée au micro-cassures dans les grains de quartz. Des observations portant sur cet élément de la texture peuvent fournir une méthode rapide et peu coûteuse pour l'évaluation de l'anisotropie de la masse rocheuse granitique.
Soil Deformation Rates and Activation Energies
Authors: Andersland O. B. , Douglas A. G. 
Published: October 2009

Synopsis The viscous flow of dilute soil–water mixtures and the steady state creep of consolidated soil samples were studied in the determination of the free energy of activation by application of the absolute reaction rate theory. The Sault St Marie clay used was treated to remove carbonates and then divided into three batches which were saturated with lithium, sodium or potassium ions. Portions of these samples were dehydrated and then saturated with non-polar carbon tetrachloride. The viscosity of the soil–water mixtures was a function of the concentration of solids and the nature of the adsorbed ions. The highly hydrated lithium ion caused the more rapid increase in viscosity because of the larger effective size. The free energy of activation of the dilute soil suspensions was independent of solids' concentration and equal to that of pure water. The flow mechanism was that of free water and the isolated clay particles made no contribution to the free energy. Creep tests on consolidated clay samples conducted at a constant temperature and several axial load increments gave a free energy of activation equal to about 28 kcal/mol. This value, independent of the adsorption complex, and a flow volume equal to about 1·7 cu. Å suggested that the bonding mechanism was in the form of ionic bonds at points of direct mineral to mineral contact. L'écoulement visqueux des mélanges d'eau et de sol dilués et le fluage à l'état permanent des échantillons de sols consolidés furent étudiés pour l'établissement de l'énergie libre d'activation par l'application de la théorie du taux de réaction absolu. L'argile de Sault-Sainte-Marie qui fut utilisée fut traite'e pour en retirer les carbonates et ensuite divisée en trois lots qui furent saturés d'ions de lithium, de sodium on de potassium. Des portions de ces échantillons furent déhydratées et ensuite saturées de tétrachlorure de carbone non polaire. La viscosité des mélanges d'eau et de sol était une fonction de la concentration des solides et de la nature des ions adsorbés L'ion de lithium fortement hydraté a causé l'accroissement plus rapide de la viscosité par suite de la dimension effective plus importante. L'énergie d'activation libre des sols en suspensions diluées était indépendante de la concentration des solides et égale à celle de l'eau pure. Le mécanisme d'écoulement était celui de l'eau libre et les particules d'argile isolées ne contribuaient pas à l'énergie libre. Les essais de fluage effectués sur des échantillons d'argile consolidée faits à température constante et plusieurs accroissements de charge axiale fournirent une énergie d'activation libre égale à environ 28 kcal/mol. Cette valeur, indépendante du complexe d'adsorption, et un volume d'écoulement égal à environ 1,7 Å3 a fait penser que le mécanisme d'adhérence se présentait sons la forme d'adhérences ioniques à des points de contact direct d'un minéral avec un autre.
Cisaillement in situ D'un Massif de Sol Heterogene
Authors: Fagnoul A. , Bonnechere F. 
Published: October 2009

Resume Afin d'étudier la résistance au cisaillement d'un massif hétérogène (Kaolin, Phyllades, quartzites et quartzophyllades) devant servir d'assise à une digue en terres, deux essais ont été réalisés in situ sur d'importants blocs d'essai (3 × 5 × 6 m environ). Le Procédé est décrit et les résultats obtenus sont comparés à des mesures obtenues en laboratoire sur échantillons remaniés et non remaniés. La Portée de tels essais est brièvement discutée. To determine the shear resistance of a heterogeneous mass (Kaolin, Phyllites, quartzites and quartzophyllites), two tests were run in situ on large-sized specimens (about 3 × 5 × 6 m). A test method is described and results are compared with measurements from laboratory tests on undisturbed and disturbed samples. The value of such tests is discussed briefly.
Plane strain behaviour of remoulded normally consolidated kaolin
Authors: Hambly E. C. 
Published: October 2009

The results of eighteen plane strain tests performed on saturated remoulded normally consolidated kaolin in the biaxial apparatus are presented. A wide variety of effective stress paths were imposed which included an initial phase of one-dimensional or two-dimensional consolidation from a slurry, followed by a shear stage in which the principal stress ratio was either increased or decreased with interchange of the principal strain axes. The Paper reports the reduction in the compressibility of the sample during consolidation, subsequent to a change of the principal axis of strain, and illustrates the wide range of the stress-strain relationship observed for the different stress paths. An approximate correlation between the strain increments and stress increments applied to the samples is shown. Finally the observations are compared with the predictions of the generalized elastic-plastic theory developed at Cambridge. On présente les resultats de dix huit essais de déformation plane effectués dans l'appareil de contraintes biaxiales sur des échantillons de kaolin saturés, remoulés, consolidés normalement. On a étudié une grande variété de trajectoires de contrainte effective, y compris une phase initiale de consolidation uni- ou bidimensionelle à partir d'une suspension, suivie d'une phase de cisaillement dans laquelle le rapport des contraintes principales a été augmenté ou diminué par permutation des axes de déformations principales. La Communication décrit la réduction de la compressibilité de l'echantillon que l'on observe après un changement de la direction principale de déformation et illustre la grande variété de relations contrainte-déformation pour les diverses trajectoires de contraintes. On montre qu'il y a une corrélation approximative entre les incréments de déformation et les incréments de contrainte appliquée aux échantillons. Enfin on compare les observations aux prédictions obtenues au moyen de la théorie générale plastique élastique qui a été developpée à Cambridge.
Bending of an infinite beam resting on a porous elastic medium
Authors: Selvadurai A. P. S. 
Published: October 2009

The theories of classical continuum mechanics ignore the microstructure a material may possess in its elemental volume. Results obtained from such a theory for the forces, displacements, stresses, etc., are representative of average values over regions, the dimensions of which are large on the scale of the internal structure. It is then foreseeable that for materials with a dominant internal structure such as porous, granular, fibrous or laminated media under certain loading conditions, the classical theories will fail to give meaningful results. In recent years, numerous concerted efforts have been directed towards the development of continuum theories which describe the role of microstructure in material behaviour. In the simplest form of a micromorphic elastic material a consideration of its microstructure requires the introduction of two new material constants, in addition to the classical Lamé constants, one of which has dimensions of length. The presence of this new material constant makes it possible to introduce the effects of the internal structure or size effects which are unrecognized in the classical theory. It is shown that the response of the micromorphic elastic continuum closely resembles that of an idealized porous elastic medium. A solution is presented to the problem of an infinite beam resting on such a medium. Les théories classiques de la mécanique du milieu continu ne tiennent pas compte de la microstructure des matériaux à l'échelle de l'élément de volume. Les résultats que l'on obtient par l'application de ces théories au calcul des forces, déplacements, contraintes etc., représentent des valeurs moyennes sur des régions de grande dimension par rapport à l'échelle de la structure interne. On peut donc prévoir que ces théories classiques ne pourront donner de résultats valables sous certaines conditions de charge dans le cas des matériaux ayant une structure interne préponderante, tels que les milieux poreux, granulaires, fibreux ou à lamelles. Au tours des dernières années, de nombreuses recherches ont été consacrées au développement de théories du milieu continu décrivant le rôle de la microstructure dans le comportement des matériaux. Sous la forme la plus simple d'un matériau élastique à structure fine, pour tenir compte de sa microstructure, il faut introduire en plus des constantes classiques de Lamé deux nouvelles constantes dont l'une a la dimension d'une longueur. La présence de cette nouvelle caractéristique de matériau rend possible I'introduction des effets de structure interne ou d'effets de dimension qui sont ignorés dans la théorie classique. On montre que la réponse du milieu continu élastique à structure fine est similaire à celle d'un milieu élastique poreux idéal. On présente une solution du problème d'une poutre infinie reposante sur un tel milieu.