bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Interpretation of moduli from self-boring pressuremeter tests in sand
Authors: Bellotti R. , Ghionna V. , Jamiolkowski M. , Robertson P. K. , Peterson R. W. 
Published: October 2009

The pressuremeter is a unique method for assessing directly the in situ shear stiffness of soils. However, the correct interpretation and application of the measured modulus must account for the relevant stress and strain level acting around the pressuremeter during the test. A method to correct the measured unload-reload shear modulus from self-bored pressuremeter tests in sands is proposed. The method has been evaluated using extensive data obtained from 47 tests performed in a large calibration chamber using pluvially-deposited silica sand and from 25 tests performed in situ in a natural deposit of relatively clean silica sand at the River Po, Italy. A consistent relationship was obtained between the corrected unload-reload shear modulus and the small strain shear modulus determined from resonant column tests and field cross-hole tests. Suggestions are given to link the measured moduli with moduli values required for geotechnical design problems. The importance of strain level, stress-strain model, yield and number of load cycles is discussed. Le pressiomètre représente une méthode unique pour évaluer directement in situ la rigidité en cisaillement des sols. L'interpretation correcte et l'application du module mesuré doivent expliquer le niveau exact des contraintes et des déformations agissant autour du pressiomètre pendant l'essai. L'article propose une méthode pour corriger le module mesuré de cisaillement déchargement-rechargement à partir d'essais au pressiomètre auto foreur dans des sables. La méthode fut etablie sur la base de données detaillées obtenues par 47 essais effectués dans une grande chambre d'étalonnage en employant du sable silicieux depo-sée en pluie et de 25 essais effectués in situ dans un dépôt naturel de sable silicieux relativement propre du Pô (Italie). Une relation constante fut obtenue entre le modèle corrigé de cisaillement déchargement-rechargement et le module bas de cisaillement de déformation déterminé à partir d'essais de colonne résonante et d'essais à trous croisés sur chantier. L'article donne des suggestions pour relier les modules mesurés aux valeurs modulaires nécessaires pour des problèmes de construction géotechniques. On discute l'importance du niveau de déformation, le modele des contraintes et des déformations, le déplacement et le nombre de cycles de chargement.
Problems with interpretation of sand state from cone penetration test
Authors: Sladen J. A. 
Published: October 2009

Considerable attention has been given to the inference of sand density from indirect tests, particularly the cone penetration test (CPT). Data from tests performed in large-scale chambers have demonstrated that for a given sand there is an approximately unique relationship between CPT tip resistance, density (or void ratio) and effective stress level. Data have been presented to support the supposition that CPT tip resistance, if normalized by division by the mean effective stress, is uniquely related to the difference between the current void ratio and the void ratio at the steady state at the same mean stress level. The Paper presents a study of chamber test data for the Ticino sand and demonstrates that there is no such unique relationship for this sand. Use of published correlations that fail to recognize this and other potentially important factors could result in interpretations of sand state that, if carried through to design, could in some circumstances be catastrophic. A series of flow slides that occurred during the construction of an hydraulically placed subsea sand berm at Nerlerk, in the Canadian Beaufort Sea, highlights these difficulties and provides an opportunity to compare field performance with laboratory data. On a beaucoup étudié la détermination de la densité du sable à l'aide d'essais indirects, particulièrement a partir de l'essai de pénétration au cône. Des données obtenues au cours d'essais effectés dans des chambres de grande capacité ont démontré qu'il existe une relation à peu près unique entre la résistance à la pointe du cône, la densité (ou l'indice des vides) et le niveau effectif des contraintes. On a présenté des données d l'appui de l'hypothèse que si la résistance à la pointe est normalisée en la divisant par la contrainte effective moyenne elle est reliée de façon unique à la différence entre l'indice instantané des vides et cet indice pour l'état stationnaire et pour le même niveau moyen des contraintes. Cet article étudie les résultats d'essais effectués dans de telles chambres sur du sable du Tessin et démontre qu'il n'existe aucune telle relation dans le cas de ce sable. L'emploi de corrélations publiées qui ignorent ce facteur entre d'autres aspects d'importance potentielle pourrait conduire à des déterminations de l'état du sable qui seraient catastrophiques pour la construction dans de certaines circonstances. Ces difficultés sont soulignées par une série de glissements par liquéfaction qui eurent lieu lors de la construction d'une risberme mise en place sous la mer par moyen hydraulique dans la Mer de Beaufort (Canada) et qui donnent l'occasion de comparer les performances sur place avec les données de laboratoire.
A theoretical study of pile heave
Authors: Chow Y. K. , Teh C. I. 
Published: October 2009

Installation of a driven pile displaces the soil vertically and radially. The ensuing vertical soil movement causes the uplift or heave of piles already installed in the vicinity. The Paper describes a theoretical study of the vertical soil movement and the pile heave due to the installation of a driven pile in clay. The clay deposit is idealized as a homogeneous isotropic incompressible linear elastic half-space. Pile installation is simulated by the injection of material along the pile axis with a constant intensity. The resulting soil movement is obtained using the source-sink imaging technique. The heave of a pile already installed is obtained from the interaction between the pile and the vertical soil movement. Numerical results are presented showing how the soil movement is affected by the dimensions of the penetrating pile. The pile heave is affected by the ratio of the Young's moduli of the pile and soil, in addition to the pile dimensions and pile spacing. A number of reported case histories are analysed; in general, the theoretical and observed behaviour show an encouraging measure of agreement. L'installation d'un pieu battu déplace le sol verticalement et radialement. Le mouvement vertical du sol qui en résulte provoque le soulèvement des pieux adjacents déjà installés. L'article décrit une étude théorique du mouvement vertical du sol et le soulèvement des pieux provoqué par l'installation d'un pieu battu dans l'argile. Le dépôt d'argile est fictivement considéré comme un demi-espace élastique linéaire isotrope homogène et incompressible. L'installation du pieu est simulé par l'injection à intensité constante de matériau le long de 1'axe du pieu. Le mouvement du sol ayant lieu est défini à l'aide de la technique d'idealisation employant des images corrigées de la pointe d'origine du soulèvement par rapport à la surface du sol. Le soulevèment d'un pieu déjà installé est déterminé à partir de l'interaction entre le pieu et le mouvement vertical du sol. Des résultats numériques sont présentés qui démontrent la façon dont le mouvement du sol est influencé par les dimensions du pieu y pénétrant. Le soulèvement du pieu est influencé par le rapport des modules de Young du pieu et du sol ainsi que par les dimensions du pieu et l'écartement des pieux. Une analyse est présentée de quelques cas réels concernant des mouvements de sol et des mesures du soulèvement des pieux. En général le comportement observé s'accorde de façon satisfai-sante avec la théorie.
A framework for unsaturated soil behaviour
Authors: Toll D. G. 
Published: October 2009

A framework is put forward which explains the shear behaviour of an unsaturated soil in terms of the total stresses and suctions acting within the soil. It is based on the critical state model for saturated soils, but incorporates the additional variables which are needed to formulate unsaturated soil behaviour. The effects of total stress and suction are considered separately, thereby avoiding the dangers of treating the two stress components as equivalent. The importance of the soil fabric is particularly emphasized, as in unsaturated soils the initial fabric is not destroyed by shearing to large strains. The contributions of total stress and suction to shear strength can be expressed as two individual stress ratios, both of which are heavily dependent on the degree of saturation. No unique void ratio condition holds for the critical state in unsaturated soils since the initial fabric is not destroyed by shear. However, a consistent set of laws can be defined, for a compacted soil, which represents possible states in which the soil can exist at ultimate conditions. L'article présente un cadre pour expliquer le comportement au cisaillement d'un sol non-saturé sous l'action de l'ensemble des contraintes et des succions agissant à l'intérieur du sol. Il est basé sur le modèle de l'état critique pour des sols saturés mais il inclut les variables supplémentaires qui sont nécessaires pour caracteriser le comportement des sols non-saturés. Les effets des contraintes et des succions sont considérés séparément pour éviter les risques encourus en traitant ces deux constituants de la déformation comme équivalents. On accentue l'importance de la structure du sol, car dans des sols non-saturés la structure initiale n'est pas détruite par le cisaillement jusqu'à des déformations élevées. Le rôle joué par l'ensemble des contraintes et des succions dans la résistance au cisaillement peut s'exprimer dans la forme de deux rapports séparés de contrainte qui dépendent beaucoup du degré de saturation. Il n'existe pas d' indice des vides unique pour l'etat critique dans des sols non-saturés, puisque la structure initiale n'est pas détruite par le cisaillement. Dans le cas d'un sol compact il est du reste possible de définir un groupe cohérent de lois représentant les états possible dans lesquels le sol peut exister à des conditions limites.
Undrained stability of a trapdoor
Authors: Sloan S. W. , Assadi A. , Purushothaman N. 
Published: October 2009

This paper examines the stability of a purely cohesive layer resting on a trapdoor. Although this problem has been studied for a number of years and is of considerable interest for analysing the stability of tunnels and mine workings, its exact collapse load is unknown. Rigorous bounds on the load needed to support the trapdoor against active failure are derived using two numerical techniques which employ finite elements in conjunction with the limit theorems of classical plasticity. Both of the methods assume a perfectly plastic soil model with a Tresca yield criterion and lead to large linear programming problems. The solution to the lower bound linear programming problem defines a statically admissible stress field whereas the solution to the upper bound linear programming problem defines a kinematically admissible velocity field. The upper and lower bounds derived from the numerical methods typically bracket the exact collapse load to within ten per cent over the range of trapdoor geometries considered, and are substantially tighter than existing analytical bounds. They are shown to agree well with the collapse loads that are predicted from a traditional dis-placment type of finite element analysis. L'article examine la stabilité d'une couche purement cohérente reposant sur une trappe. Bien qu'on étudie depuis quelques années ce problème de grande importance pour analyser la stabilité des travaux miniers, la charge de rupture reste encore inconnue. Des limites strictes sur le chargement nécessaire pour la rupture active au droit de la trappe contre la rupture active sont derivées à l'aide de deux techniques numériques qui emploient des éléments finis conjointement avec les théorèmes limites de la plasticité classique. Les deux méthodes admettent un modèle de sol parfaitement plastique avec un critère d'ecoulement de Tresca et conduisent à des problemes considérables en ce qui concerne la préparation de programmes linéaires. La solution du problème de la préparation des programmes linéaires à la limite inférieure définit un champ de contrainte statiquement admissible, tandis que la solution de ce problème à la limite supérieure définit un champ de vitesse cinématiquement admissible. De façon typique, les limites supérieure et inférieure dérivées à partir des méthodes numériques se situent au voisinage du chargement de rupture précis à moins de dix pour cent près pour la gamme considérée de géometries de trappe et elles sont essentiellement plus précises que les limites analytiques à present acceptées. L'article démontre qu'elles s'accordent bien avec les chargements de rupture prédits à partir d'une analyse à elements finis traditionnelle basée sur le déplacement.
Finite element analysis of progressive failure of Carsington embankment
Authors: Potts D. M. , Dounias G. T. , Vaughan P. R. 
Published: October 2009

Progressive failure occurs when brittle soils are loaded non-uniformly. The average shear stress at collapse is less than peak strength. The effect cannot be examined by conventional limit equilibrium stability analysis. The Carsington embankment slipped in 1984, just before it reached full height. The slide was 30 m deep and 500 m long, and instrumentation had been installed and read up to the moment of collapse. The strengths of the soils involved were carefully established, as was the exact geometry of the slip. Limit equilibrium analysis showed that, at collapse, the average shear stress mobilized was less than peak strength, with a safety factor based on peak strength of 1·2. Since the soils involved were brittle, progressive failure was a probable cause of the discrepancy. Finite element analyses were performed in which strain-softening soil properties were assumed. Some of these analyses are reported here. The pre-failure displacements, the collapse height and collapse mechanism were recovered by the analysis, and the role of progressive failure was confirmed. The sensitivity of the results obtained to the assumptions made was examined by parameteric studies. It was quite low, indicating that finite element analysis can make predictions of the stability of strain-softening soils of an accuracy adequate for engineering purposes. La rupture progressive a lieu lorsque des sols fragiles sont soumis à un chargement non-uniforme. La contrainte de cisaillement moyenne lors de la rupture est inférieure à la résistance de pic. Cet effet ne peut pas s'étudier par l'analyse classique de la stabilité d'équilibre limite. Le remblai de Carsington glissa en 1984 peu de temps avant d'atteindre sa hauteur complète. Le glissement avait une profondeur de 30 m et une longueur de 500 m. Les instruments de mesure installés avaient donné leurs indications jusqu'au moment de la rupture. Les résistances des sols en cause ont été soigneusement établies et la géometrie exacte du glissement fut définie. L'analyse d'équilibre limite indiqua qu'au moment de la rupture la contrainte de cisaillement moyenne etait inférieure a la résistance maximale dans un rapport de 1.2 puis que les sols présents étaient fragiles, la différence fut probablement causée par la rupture progressive. Des analyses par éléments finis furent effectuees dans lesquelles on admettait que le sol avaient des propriétés radoucissantes. L'article présente quelquesunes de ces analyses. L'analyse révéla les déplacements précédant la rupture aussi bien que la hauteur et le mécanisme de la rupture, et le rôle joué par la rupture progressive fut confirmé. Des études paramétriques démontrèrent que les résultats obtenus n'étaient que très peu influencés par les suppositions adoptées, indiquant de la sorte que l'analyse par éléments finis peut donner des prédictions de la stabilité des sols radoucissants avec une précision suffisante pour des buts de construction.
Deep penetration of spud-can foundations on sand and clay
Authors: Craig W. H. , Chua K. 
Published: October 2009

A critical review is presented which draws together results from model tests and computations on the mechanisms by which the spud-can foundation of an independent leg offshore jack-up structure can penetrate deeply into the seabed through both uniform and stratified deposits. Particular consideration is given to the so-called punch-through mode in layered soil profiles, where a strong stratum overlies a weaker one. Little evidence has been found to support the mechanical basis of two methods of analysis commonly used in the offshore industry where foundations often have dimensions in excess of 10 m while conventional laboratory models have rarely exceeded 100 mm. New model tests performed in a centrifuge with stresses appropriate to offshore foundations are reported and these show different mechanisms from many unit gravity models. The need for a reappraisal of the basis of analysis is established. Where large volumes of soil are displaced by spud-can preloading, offshore analysis should explicitly address the pattern of soil flow around the foundation and the reality of post-installation geometry. L'article présente une revue critique qui rassemble les résultats obtenus à partir d'essais sur modèle et de calculs des mécanismes par lesquels la fondation type ‘spud-can’ (semelles enlargies) d'une construction à pied indépendant élevée par des vérins au large peut pénétrer profondément dans le fond de la mer dans des dépôts uniformes ou stratifiés. On étudie particulièrement la pénétration par poin¸connement de sols stratifiés dans lesquels une couche resistance repose sur une couche molle. II n'y a que très peu de données qui confirment la base mécanique de deux méthodes d‘analyse généralement employées dans l'industrie au large, où les fondations ont souvent des dimensions supérieures à 10 m, tandis que les modèles normaux dans le laboratoire n'excédent que rarement 100 mm. L'article décrit de nouveaux essais sur modèles eflectués dans une centrifugeuse avec des contraintes propres aux fondations au large; ceux ci révelènt des mecanismes différents obtenus à partir de beaucoup de modèles de gravité unitaire. Le besoin de ré-examiner la base de l'analyse est démontré clairement. Dans le cas où de grands volumes de sol sont déplacés par préchargement par une fondation type ‘spud-can’ l'analyse au large devrait se concentrer de façon explicite sur les chemins d'écoulement du sol autour de la fondation et aussi surles réalités de la géometrie apres la mise en place.
The mechanics of uncemented carbonate sands
Authors: Coop M. R. 
Published: October 2009

The mechanical behaviour of a typical biogenic carbonate sand was investigated using triaxial testing at standard and also at high pressures up to 8 MPa. The test results show that despite the particle breakage which is characteristic of these soils, their behaviour is still qualitatively similar to that observed for more commonly encountered soils, and is consistent with the principle features of critical state soil mechanics. The higher stresses used in these tests were an order of magnitude greater than are generally used in soils testing, and the values of some individual soil parameters were found to be outside the range of normal experience. Micrographic and gradings analyses were used to examine the influence of isotropic and shear stresses on particle breakage. Triaxial test results illustrate the influence of this breakage on the mechanical behaviour of the soil. Le comportement mécanique d'un sable carbonaté biogénique typique a été étudié par des essais triaxiaux à pression normale et aussi à des pressions élevées jusqu'a 8 MPa. Cet article présente les résultats des essais indiquant que malgré la rupture des particules qui est caractéristique pour ces sols, leur comportement reste du point de vue de qualité semblable à celui observé dans le cas de sols plus fréquemment rencontrés et s'accorde avec les caractéristiques principales de la mécanique des sols dans l'etat critique. Les contraintes les plus élevées employées au cours de ces essais étaient supérieures d'un ordre de grandeur à celles génera-lenient utilisées dans les essais effectués sur les sols et on a trouvé que les valeurs de quelques paramètres individuels du sol se trouvaient hors des valeurs normalement enregistrées. Des analyses micrographiques et granulométriques pour étudier l'influence exercée par les contraintes isotropes et de cisaillement sur la rupture des particules. Les résultats des essais triaxiaux illustrent l'influence de cette rupture sur le comportement mécanique su sol.
An analytical study of the cone penetration test in clay
Authors: Teh C. I. , Houlsby G. T. 
Published: October 2009

This Paper describes an analysis of the quasi-static penetration of a cone penetrometer into clay. The clay is idealized as a homogeneous elastic–perfectly plastic material obeying tbe von Mises yield criterion. The analysis is based on the strain path method, with an additional equilibrium correction provided by large strain finite element analysis. The dissipation of excess pore water pressure is analysed using uncoupled Terzaghi–Rendulic consolidation theory. The primary importance of the rigidity index and of the horizontal stress in influencing the cone factor Nkt, is emphasized and an equation relating Nkt to soil parameters and cone roughness is proposed. Based on finite difference analysis of the pore pressure dissipation around the cone, a new interpretation method for consolidation data from a piezocone is suggested. Cet article décrit une analyse de la pénétration quasi-statique d'un pénétromètre dans I'argile. L'argile est considérée de façon idéalle comme une matière homogène élastique parfaitement plastique et qui satisfait le critèe d'écoulement de von Mises. L'analyse est basée sur la méthode des chemins de déformation, avec une correction suppémentaire de I'équilibre fournie par I'analyse en éléments finis des déformations importantes. À I'aide de la théorie de consolidation non-couplée de Terzaghi–Rendulic on analyse la dissipation de la pression excédentaire de I'eau interstitielle. L'article souligne I'influence essentielle exercée sur le facteur de cône Nkt par I'indice de rigidité et la contrainte horizontale. Il est proposée une équation qui lie Nkt aux paramktres de sol et à la rugosité du cône. On propose une nouvelle méthode d'interprétation des données de consolidation à partir du piezocône hasée sur I'analyse différentiel-le finie de la dissipation de la pression de I'eau interstitielle.