bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
The effect of reservoir drawdown and long-term consolidation on the deformation of old embankment dams
Authors: Tedd P. , Charles C. J. A. , Holton I. R. , Robertshaw A. C. 
Published: October 2009

The uncertainties surrounding the composition and behaviour of most old embankment dams are so great that a purely analytical approach to dam safety evaluation is unlikely to be adequate and an observational approach is needed. The monitoring of the deformations of embankment dams has an important role in assessing longterm behaviour and in evaluating safety. This paper describes field studies at five old embankment dams all constructed in the Pennines, Yorkshire. It has been confirmed that where there is a central core, significant crest settlement can be expected on reservoir drawdown, but this is not the case where there is an upstream watertight element. The field studies should aid the interpretation of observations associated with reservoir drawdown and assist both in identifying anomalous behaviour associated with deleterious processes and in preventing behaviour associated with steady-state loading and reservoir fluctuations giving unnecessary cause for concern. On est tellement incertain de la composition et du comportement de la plupart des vieux barrages remblayés qu'une évaluation purement analytique de la sûreté des barrages laisse probablement à désirer et qu'une démarche basée sur l'observation s'impose. La surveillance des déformations des barrages remblayés joue un rôle important dans ľvaluation du comportement à long terme et dans 1'évaluation de la sûreté. Ľexposé décrit les études sur le terrain dont ont fait l'objet cinq vieux barrages remblayés des Pennines. Elles ont confirmé qu'il faut s'attendre à un tassement substandel du couronnement de barrages à noyau central lors de 1'évacuation du réservoir, à moins qu'il n'y ait un masque amont. Les études sur le terrain devraient alder à interpréter les observations faites lors de ľévacuation des réservoirs et à définir les comportements anormaux qu'on associe à des processus préjudiciables, ainsi qu'à prévenir les comportements associés à un niveau Wean constant ou & agrave; des fluctuations du niveau Wean, qui suscitent des inquiétudes inutiles.
Settlements of shallow foundations on sand: geometrical effects
Authors: Montrasio L. , Nova R. 
Published: October 2009

The paper is an extension of a previous work concerning the behaviour of model strip shallow foundations subjected to eccentric or inclined loading. The effects on the overall behaviour of the shape and the embedment of the foundation are considered here. The structure of the mathematical model employed to describe the behaviour of the strip foundations is recalled. The results of an extensive series of tests on model foundations of rectangular shape and various degress of embedment are then presented, together with the numerical results obtained by means of the mathematical model. It is shown that experimental evidence is generally well matched by the theory. The values of the constitutive parameters of the mathematical model in the various cases considered are compared. It is shown that only two out of nine vary significantly with the shape of the foundation. Embedment has a small influence on the value of an additional two parameters; the other five remain constant. The results of a back-analysis on a full-scale embedded foundation under eccentric and inclined load are discussed. L'article est unextension un travail précedent dont on analyze le comportement d'une semelle filante, soumise à l'action combinée des chargements inclinés et excentrés. Ici on considère les éffets de la forme et du niveau de base de la fondation sur son comportement. D'abord, on rappelle briefment la structure du modèle mathématique utilisé pour decrire le comportement des semelles filantes. On présente en suite le résultats expérimentaux obtenus dans une serie d'essais sur fondations en modèle reduit et les correspondents resultats calculés à l'aide du modèle mathématique. On montre que la théorie donne des bonnes prédictions. Le valeurs des paramétres constitutifs dans les différents cas condiderés sont comparés. On montre que, entre les neufs paramètees qui characterisent le modèle, deux seulement sont influencés par la forme de la fondation, tandis que Sept restent constants. Le niveau de fondation a influence sur quatre paramétres. On discute finalement le resultats 'un analyse á posteriori 'una fondation réelle soumise a un chargement incliné et excentré.
The concept of effective stress for soil, concrete and rock
Authors: Lade P. V. , De Boer R. 
Published: October 2009

Many different expressions have been proposed for the effective stress principle for porous media, but none has clearly been acknowledged as being the correct one. It should be possible to determine the correct expression, because this is fundamental principle of mechanics. Following review of the candidate expressions proposed for soil, concrete and rock, a comprehensive expression is derived involving the factors observed in experiments on 'artificial rock'. In this new expression a distinction is made between the compressibilities of grains and skeleton due to total stresses and pore pressures. This general and more comprehensive expression is then tested against the experimental evidence. The expression may be specialized for (a) granular materials with separate grains with contact points and (b) solid rock with interconnected pores. The new expression for the effective stress contains most of the previously proposed expressions as special cases. Based on results of compression tests on quartz (with hard grains) and on gypsum (with soft grains) it is shown that Terzaghi's effective stress principle works well for most geotechnical applications, but significant deviations occur at very high stresses. Un grand nombre d'expressions différentes du principe de la tension efficace ont été proposées pour les matériaux poreux, mais aucune n'a vraiment été acceptée comme parfaite. II devrait Être possible de déterminer la bonne expression, vu qu'il s'agit là d'un principe fondamental de mécanique. Après avoir examiné les expressions proposées pour le sol, le béton et la roche, les auteurs ont dérivé une expression globale qui met en jeu les facteurs observés lors d'essais sur de la « roche artificielle» Cette nouvelle expression fait la distinction entre les compressibilités des grains et du squelette dues aux contraintes totales et aux pressions interstitielles. Les ré sultats d'études expérimentales servent ensuite à véerifier la validité de cette expression générale et plus étendue. L'expression pent Être modifiée pour (1) les matériaux granulaires à grains séparés avec points de contact et (2) la roche en place à interstices interconnectés. Cette nouvelle expression de la tension efficace contient comme cas particuliers la plupart des expressions proposées antérieurement. À partir des résultats d'essais sur du quartz (à grains durs) et du gypse (à grains tendres), on montre que le principe de la tension efficace de Terzaghi s'applique à la plupart des cas géotechniques, mais qu'il se produit des écarts importants quand les contraintes sont très élevées.
Passive earth pressures in the presence of hydraulic gradients
Authors: Soubra A.-H , Kastner R. , Benmansour A. 
Published: October 2009

The paper describes a variational approach applied to the limit equilibrium method for calculating the effective passive pressures of a cohesionless soil, taking into consideration the seepage flow. It is shown that in the general case of non-homogeneous and non-isotropic hydraulic properties of the soil medium, the shape of the slip surface which verifies the three limiting equilibrium equations of the soil mass at failure is a log-spiral. It is also shown that the passive earth pressure calculation is independent of the normal stress distribution along this surface. The variational limit equilibrium method is equivalent to the upper bound method in limit analysis for a rotational log-spiral mechanism. Numerical results of the coefficients of passive earth pressures in the presence of seepage flow are presented and discussed. Cet article présente une approche variationnelle appliquée à la méthode du prisme de rupture permettant le calcul de la pression passive effective des terres en présence d'écoulement dans le cas d'un sol purement pulvérulent. On montre que dans le cas général d'un sol aux propriétés hydrauliques non homogénes et non isotropes, la forme de la surface de rupture qui vérifie les trois équations d'équilibre est une spirale logarithmique. Nous montrons aussi que le calcul de la pression passive ne dépend pas de la distribution des contraintes normales agissant le long de cette surface. La méthode du prisme de rupture variationnelle est équivalente à la méthode de la borne supérieure en analyse limite pour un mécanisme rotationnel en spirale logarithmique. Des valeurs numériques du coeﬃcient de butée en présence ďécoulement sont présentées et discutées.
Slope stability analysis by finite elements
Authors: Griffiths D. V. , Lane P. A. 
Published: October 2009

The majority of slope stability analyses performed in practice still use traditional limit equilibrium approaches involving methods of slices that have remained essentially unchanged for decades. This was not the outcome envisaged when Whitman & Bailey (1967) set criteria for the then emerging methods to become readily accessible to all engineers. The finite element method represents a powerful alternative approach for slope stability analysis which is accurate, versatile and requires fewer a priori assumptions, especially, regarding the failure mechanism. Slope failure in the finite element model occurs 'naturally' through the zones in which the shear strength of the soil is insufficient to resist the shear stresses. The paper describes several examples of finite element slope stability analysis with comparison against other solution methods, including the influence of a free surface on slope and dam stability. Graphical output is included to illustrate deformations and mechanisms of failure. It is argued that the finite element method of slope stability analysis is a more powerful alternative to traditional limit equilibrium methods and its widespread use should now be standard in geotechnical practice. En grande majorité, les analyses de stabilité de pente menées dans la pratique continuent à utiliser les méthodes traditionnelles d'équilibre limite et des systèmes de tranches qui n'ont pratiquement pas changé depuis des dizaines d'années. Ce n'était pas le résultat envisagé quand Whitman et Bailey (1967) ont établi des critères pour que ces méthodes alors émergeantes puissent devenir facilement accessibles à tous les ingénieurs. La méthode d'éléments finis qui représente une alternative puissante pour les analyses de stabilité de pente, est exacte, polyvalente et demande moins d'hypothèses ‘a priori’, surtout en ce qui concerne les mécanismes de rupture. La rupture de pente dans le modèle à éléments finis se produit ‘naturellement’ à travers des zones dans lesquelles la résistance au cisaillement du sol est insuffisante pour résister aux contraintes tangentielles. Cet exposé décrit plusieurs exemples d'analyses de stabilité de pente utilisant les éléments finis et établit des comparaisons avec d'autres méthodes, comme l'influence d'une surface libre sur la stabilité d'une pente et d'une digue. Nous joignons une représentation graphique pour illustrer les déformations et mécanismes de rupture. Nous avançons que la méthode d'éléments finis pour analyser la stabilité des pentes constitue une alternative plus puissante aux méthodes traditionnelles d'équilibre limite et que son utilisation devrait maintenant devenir une pratique standard en géotechnique.
Severn–Trent sand: a kinematic-hardening constitutive model: the q–p formulation
Authors: Gajo A. , Wood Muir 
Published: October 2009

A simple model is described which is able to represent the mechanical behaviour of granular soils over a wide range of void ratios and mean stresses (neglecting grain crushing). The model combines Mohr–Coulomb failure, critical states, dependence of strength and stiffness on the state parameter, a hyperbolic law for plastic stiffness degradation and a flow rule similar to that of Cam Clay. The model is formulated within the framework of kinematic hardening and bounding-surface plasticity. The model requires two elastic and eight plastic parameters which are linked to clear physical features of the mechanical response. The formulation and numerical implementation are eased by making use of a 'normalized' stress space in which the stress– strain response shows no strain softening. The model is validated by comparison with experimental results obtained from triaxial tests on Hostun sand covering a wide range of density and stress level. Some proposals are made for possible future developments of the model within the same underlying framework. Nous décrivons ici un modèle simple capable de représenter le comportement mécanique des sols granuleux sur une vaste gamme de taux de pores et de contraintes moyennes (sans tenir compte de l'écrasement des grains). Ce modèle combine la défaillance Mohr-Coulomb, les états critiques, l'assujettissement de la force et de la rigidité au param&agrave;tre d'état, une loi hyberbolique pour la dégradation de rigidité plastique et une règle ďécoulement similaire à celle de Cam-Clay. Le modèle est formulé dans le cadre du durcissement cinématique et de la plasdcité de surface limite. Le modèle demande deux paramètees èlastiques et huit paramètees plastiques qui sont liés à des caractérisdques physiques claires de la réponse mécanique. La formulation et la mise en oeuvre numérique àsont facilitées par ľutilisation ďun espace de contrainte 'normalise' dans lequel la réponse contrainte-dé;formation ne montre aucun amollissement dû à la déformation. Le modèle est validé par une comparaison avec les résultats expérimentaux obtenus àla suite ďessais sur trois axes sur du sable de Hostun couvrant une vaste gamme de densités et de niveaux de contrainte. Nous proposons certaines possibilités de développement du modèle à ľintérieur du même cadre de travail.
On the measurement of the undrained strength of discontinuities in the direct shear box
Authors: Chandler R. J. , Hamilton P. S 
Published: October 2009

A series of unconsolidated, undrained shear box tests on a tectonic shear discontinuity in the London Clay Formation yielded unexpectedly high values of undrained strength. Measurement of the effective stress in the block samples prior to shear leads to the suggestion that the measured undrained strength on the discontinuity is controlled by the post-sampling mean effective stress, rather than the original in situ effective stress acting across the discontinuity. This observation has the result that in any soil where K0 ≠ 1·0, a rigid-boundary test apparatus (such as the shear box) that does not re-establish the in situ stresses cannot measure the correct undrained strength on a discontinuity. Keywords: clays; failure; laboratory tests; shear strength. Une série dessais utilisant une boîte de cisaillement non drané et non consolidé sur une discontinuité de cisaillement tectonique dans la formation dargile de Londres a donné des valeurs étonnamment élevées de résistance non drainée. Les mesures de la contrainte effective dans les échantillons blocs avant cisaillement laissent penser que la résistance non drainée mesurée sur la discontinuité est tributaire de la contrainte effective moyenne après échantillonnage plutôt que de la contrainte effectivein situ &acute;origine agissant à travers la discontinuité. Cette observation montre que dans tout sol où K0 ≠ 1.0, un appareil &acute;essai à limite rigide (comme la boîte de cisaillement) qui ne reproduit pas les contraintes in situ ne pent mesurer correctement la résistance non drainée sur une discontinuité.
Depth-dependent permeability in London Clay measured using standpipe piezometer equilibration data
Authors: Dixon N. , Bromhead E. N. 
Published: October 2009

An investigation into the pore water pressure regimes in the actively eroding London Clay coastal slopes at Warden Point, Isle of Sheppey, Kent included the installation of 56 standpipe piezometers at a range of depths down to 60 m below original ground level. As expected, given the active coastal environment, a significant number of the instruments were destroyed before final equilibration water levels had been obtained. Using initial equilibration data from the fully equilibrated instruments, it is demonstrated that Hvorslev's theory for the response of a piezometer located in incompressible soil is valid for standpipe piezometers installed in unweathered London Clay. Using this theory a simple method is proposed for predicting the final equilibration water level of partially equilibrated instruments. The initial equilibration data from 13 of the piezometers were of sufficient quality to enable calculations of in situ, permeability. These demonstrate a relationship of decreasing permeability with depth for London Clay, conforming to and greatly extending the small number of existing results. Les pentes côdères de Warden Point, dans l'lle de Sheppey, dans le Kent, sont constituées d'argile de Londres qui subit une érosion active. Dans le cadre d'une étude des régimes de pression d'eau interstitielle, on a installé 56 piézomètres sur des tuyaux verticaux enfoncés agrave; diverses profondeurs, jusqu'à 60 m en dessous du niveau original du sol. Comme l'on s'y attendait, étant donné l'activité de l'environnement c&cric;tier, un nombre significatif d'instruments a été détruit avant que les niveaux définitifs d'eau équilibrante n'aient été obtenus. En utilisant des données d'équilibre initiales produites par les instruments entièrement équilibrés, nous avons démontré que la théorie de Hvorslev pour la réponse d'un piézomètre situé dans un sol incompressible est valable pour des piézomètres installés sur des tuyaux verticaux dans de l'argile de Londres non altérée. En utilisant cette théorie, nous proposons une méthode simple pour prédire le niveau final de l'eau d'équilibre des instruments parrtiellement équilibrés. Les données d'équilibre initiales produites par 13 des piézométres étaient de qualité suffisante pour permettre les calculs de perméabilitéin-situ. Ceux-ci montrent une relation de perméabilité décroissante avec la profondeur pour l'argile de Londres, ce qui confirme le petit nombre de résultats existants et permet d'aller au-delà.
Etude en centrifugeuse de l'élargissement de remblais sur argile molle
Authors: Akou Y. , Magnan J.-P. , Dubreucq T. , Rault G. 
Published: October 2009

This paper presents the results of tests performed on small-scale models of embankments on soft clay foundation. The clay models were prepared from ‘Speswhite’ kaolin powder, which was given an undrained cohesion of 14–18 kPa by consolidation under natural gravity (1g). The main and widening embankments were built in flight inside the centrifuge by using a specifically designed hopper. Seven tests were completed at 70g, with two types of embankment widening. The clay models were equipped with surface settlement, pore water pressure and horizontal displacement gauges. Each test lasted for about 10 h. The geometry of the embankments and the test procedure (preparation of the clay model, instrumentation, loading and measurements) are described in the paper. The results are then analysed and compared with classical analyses for embankments on soft soils. These analyses pointed out the importance of a precise knowledge of the detailed history of the soil models, starting from their preparation in the container under natural gravity. The clay behaviour in the centrifuge depends on a combination of consolidation and creep, which in turn depends on the initial overconsolidation state of the clay. This makes the interpretation of the experimental results more difficult.
Deflection control by span/depth ratio
Authors: Neville A. M. , Houghton-Evans W. , Clarke C. V. 
Published: October 2009

Synopsis Control of deflection by span/depth ratios in the structural codes of various countries is considered, and comparisons are made with designs according to CP110:1972. A modified design procedure based on the West German approach is suggested. A sample calculation is included as an appendix.
Some properties of flint particles and their behaviour in concrete
Authors: Roeder A. R. 
Published: October 2009

Synopsis This paper describes and discusses the formation and types of flint as well as some of the physical and chemical properties relevant to their use in concrete. The results of practical examinations of flints of different colours separated from gravel from one source indicate some differences in properties and the influence they have upon the strength and freezing-and-thawing resistance of concrete. Results of tests on concrete made with the different coloured flints are also reported.
An equilibrium—compatibility approach to the determination of the strength of reinforced concrete rectangular beams under combined bending and torsion
Authors: Sandegren D. Stephen , Yu C. W. 
Published: October 2009

Synopsis The strength of reinforced concrete members under combined bending and torsion is evaluated in this paper by a method that uses both the equilibrium of forces and moments and the compatibility of strains in longitudinal and stirrup reinforcement and in concrete. This method also takes account of the initial T/M ratio while determining the failure surface and of the ultimate T/M ratio while calculating the strength. The assumptions made in the method are first listed, and the step-by-step procedure to find the failure moments is explained by means of a numerical example. Experimental evidence is also presented in this paper and the results obtained by a few current theories are compared.
A machine for cold-rolling deformed reinforcing bars for model tests
Authors: Evans D. J. , Clark L. A. 
Published: October 2009

Synopsis This paper describes a machine which has been developed for cold-rolling a 1:6·76 scale model of a 12·7 mm prototype deformed reinforcing bar. It is shown that the model reinforcement scales in all respects except for the rib width and the stress—strain characteristics in the vicinity of the yield point. Further development of the machine awaits the results of bond tests which are currently being carried out.
A gauge for measuring long-term cyclic strains on concrete surfaces
Authors: el Din A. S. Salah , Lovegrove J. M. 
Published: October 2009

Synopsis The theory and construction of a gauge for measuring long-term cyclic strains on concrete surfaces is presented. The gauge transforms axial concrete strains to smaller bending strains by means of a formed metal strip. Four e.r.s. foil gauges are used to sense the central bending strain in the strip. Calibration of the gauge shows that it is capable of reducing the concrete strains by a factor of about 25 and that the gauge factor is about 2·5 microstrain per microvolt. The gauge performs in a stable manner and an application to long-term strain measurement on a number of concrete beams repeatedly loaded at 1Hz during a period of about two years is described.
Oil permeability of hardened cement pastes and concrete
Authors: Watson A. J. , Oyeka C. C. 
Published: October 2009

Synopsis The paper describes an investigation into the permeability of cement paste and concrete to crude oil. The permeability was studied by using a specially constructed permeameter. Ordinary and sulphate-resisting Portland cements were used. The concrete mixes covered a wide range of workabilities (slumps), four aggregate grading zones and a wide range of cement contents –between 225 and 625 kg/m3. The measured co-eficients of permeability were related to various mix design parameters, concrete porosity, compressive strength and applied-fluid pressure. The best prediction of permeability came from the calculated total porosity.