bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Denisty variation inpseudo-steady plastic flow of granular media
Authors: Drescher A. , Michalowski R. L. 
Published: October 2009

In the Paper two pseudo-steady problems of plane plastic flow of dilatant material are considered, and the distributions of densities within the deforming regions determined. The kinematic solutions discussed are characterized by dilation occurring exclusively across velocity discontinuity lines, that are treated in the analysis as shocks. The first problem is that of flow of granular material through a hopper, and the kinematic solution suggested by Drescher, Cousens & Bransby (1978) is used. It is shown that in the radial flow zone the density distribution is non-uniform. As a second problem, the indentation of a wedge into a ponderable half-space is considered, and a kinematic solution similar to that proposed by Hodge (1950) is adopted. It is found that regions with different density exist. An upper limit load for the process of wedge indentation is determined, and the solution for weightless material is compared with that given by Shield (1953). A comparison with some of the experimental results obtained by Butterfield & Andrawes (1972) is also given. Further, it is shown that the interpretation of a velocity discontinuity line as a shock in incipient flow problems yields an additional condition imposed on the kinematic admissibility of the solution. Deux problèmes d'écoulement plastique pseudo-stationnaire sont étudiés en vue de déterminer la répartition de la densité au sein des regions déformées. Les solutions cinematiques sont caracterisées par l'existence d'une dilatance, présente uniquement le long des lignes de discontinuité de la vitesse. La particularité de cette étude est de traiter les discontinuités de la vitesse comme des chocs. Le premier problème est celui de l'écoulement d'un matériau granulaire dans un silo. Utilisant la solution cinématique de Drescher, Cousens & Bransby (1978), on montre que la répartition de la densité dans la zone d'écoulement radial n'est pas uniforme. Le second probleme traite de l'indentation d'un coin dans un demi-plan pesant. Adoptant une solution cinématique semblable a celle proposée par Hodge (1950), on trouve que des regions de densités différentes existent. La solution théorique est comparée avec les resultats expérimentaux obtenus par Butterfield & Andrawes (1972). On determine également une borne supérieure de la force nécessaire pour enfoncer le coin; pour un matériau non-pesant, la borne supérieure est comparée avec celle de Shield (1953). On demontre également que l'interprétation d'une ligne de discontinuité de la vitesse comme un choc, dans les problèmes d'initiation de l'écoulement plastique, conduit à une restriction sur l'admissibilité cinématique de la solution.
Pseudo-static analysis of clay slopes subjected to earthquakes
Authors: Koppula S. D. 
Published: October 2009

The Paper presents a solution for the stability of slopes in purely cohesive soils exhibiting a linear variation in shear strength with depth; the strength at the surface is assumed to be greater than zero. The effect of seismicity is included in a quasi-static analysis. It is assumed that the potential failure surface is a circular arc. Taylor's charts and that provided by Gibson & Morgenstern can be derived from this Paper with the incorporation of appropriate assumptions. A series of plots are provided that are of use in the assessment of the stability of slopes in soils whose strength is constant with depth, and/or whose strength varies linearly with depth. Cet article fournit une solution pour la stabilité des pentes dans des terrains purement cohésifs où la résistance à la rupture au cisaillement varie de façon linéaire avec la profondeur; on admet que la résistance à la surface soit positive et supérieure à zéro. Une analyse quasi-statique comprend aussi l'effet de la séismicité. On admet que la surface de rupture potentielle soit un arc circulaire. Les chartes de Taylor et celle fournie par Gibson et Morgenstern peuvent se dériver de cette analyse, à condition que des assumptions convenables soient introduites. Des tracés graphiques sont présentés qui aideront à évaluer la stabilité des pentes dans des terrains dont la résistance est constante en profondeur, et/ou dont la résistance varie de façon linéaire avec la profondeur.
Possibilites and limitations of finite elements for limit analysis
Authors: De Borst R. , Vermeer P. A. 
Published: October 2009

The ability of the 15-noded displacement based finite element to assess accurately collapse loads of soil structures is examined for high friction angles and non-associated flow rules. Solutions are presented for strip and circular footings, for the trap door problem and for the cone penetration test. The last two problems are introduced in order to demonstrate that the method can be used to generate realistic solutions for problems that cannot be solved analytically. The footing problems are treated in order to assess the accuracy and stability of the numerical scheme. The accuracy is shown to be very high, but stability problems occur when non-associated flow rules are applied. In soil mechanics, this constitutes a fundamental problem since this type of instability is of a physical nature rather than of a numerical nature. L'article examine dans le contexte de grands angles de frottement et de règles d'écoulement non-associées l'utilité d'un système basé, sur les elements finis sur le deplacement de 15 noeuds pour évaluer de façon correcte les charges de ruption des sols. Des solutions du problème sont présentées pour les semelle niantes et circulaires, pour le problème des trappes et l'essai de pénétration statique. Ces deux derniers problèmes sont présentés afin de démontrer que la méthode peut s'employer pour obtenir des solutions réalistes de problèmes qui ne peuvent pas se résoudre de façon analytique. Les problèmes des semelles sont traités afin de pouvoir évaluer la précision et la stabilité du système numérique. On voit que la précision est très satisfaisante, mais des problèmes de stabilité se présentent lorsque les règles d'écoulement non-associées sont appliquées. Dans la mécanique du sol ceci représente un problème fondamental, puisque ce type d'instabilité est de nature physique plutôt que numérique.
Correlations between index tests and the properties of remoulded clays
Authors: Carrier W. D. , Beckman J. F. 
Published: October 2009

Correlations have been developed which relate the compressibility, undrained shear strength, and permeability of remoulded clays to their Atterberg limits and activity. The relationships can be used to model a hydraulic fill, such as fine-grained dredged material or mine tailings, prior to deposition. They can also be used to estimate the engineering properties of normally consolidated natural clay, such as marine sediments. The correlations cover a wide range of plasticity index and liquidity index for a wide variety of clays. It was found that the activity plays a major role in the compressibility and undrained shear strength, and is thus also related to the sensitivity of clays. The activity apparently does not affect the permeability, but other factors remain to be investigated. Because compressibility, undrained shear strength, and permeability are interrelated, it can be concluded that if one is known, then the other two can be derived. Hence, these three engineering properties are seen as different expressions of the same physical phenomenon, rather than as independent variables. Des corrélations ont été dévelopées qui mettent la compressibilité, la résistance à la rupture au cisaillement dans l'état non-drainé et la perméabilité des argiles remaniées en rapport à leur limites d'Atterberg et à leur activité. Ces rapports peuvent s'employer pour modeler un remblai hydraulique comprenant, par exemple, de la matière à grain fin qui a été draguée ou des résidus des mines, antérieurement au dépôt. Ils peuvent aussi être utilisés pour évaluer les propriétés des argiles naturelles consolidées de façon normale, comme représentées, par exemple, par les sédiments marins. Ces corrélations comprennent une gamme étendue des indices de plasticité et de liquidité pour une grande variété d'argiles. On a trouvé que l'activité joue un rôle important dans la compressibilité et dans la résistance à la rupture au cisaillement dans l'état non-drainé, de sorte qu'elle se trouve en rapport à la sensibilité des argiles. Il semble que l'activité n'affecte pas la perméabilité, mais d'autres facteurs restent à examiner. Vu que la compressibilité, la résistance à la rupture au cisaillement dans l'état non-drainé et la perméabilité sont étroitement liées entre elles, on peut conclure que si l'un de ces facteurs est connu, il est possible d'en dériver les deux autres. Ces trois propriétés techniques sont par conséquent regardées comme des expressions différentes du même phénomène physique, plutôt que comme des variables indépendantes.
Rationalized charts for the method of fragments applied to confined seepage
Authors: Griffiths D. V. 
Published: October 2009

The Paper presents dimensionless charts for estimating seepage quantity and exit gradients in problems of confined flow. Based on the ‘method of fragments’ (Pavlovsky, 1935; Harr, 1962), the charts represent a simplified approach for obtaining the form factor Φ, which also allows for anisotropic soil permeability. The accuracy of the assumptions inherent in the method is assessed using finite elements. It is concluded that the four charts presented enable reliable estimates of flow rate and exit gradients to be made for a wide range of confined flow problems of practical interest. Cet article présente des graphiques sans dimensions pour 1'évaluation de la quantitt de percolation et des gradients de sortie pour les problèmes d'écoulement confiné. Basées sur la méthode des fragments (Pav- lovsky, 1935; Harr, 1962), ces graphiques représentent une méthode simplifiée pour obtenir le facteur de forms Φ, qui Gent compte de la perméabilité isotrope du terrain. L'exactitude des assomptions inheréntes dans la méthode est évaluée par l'emploi d'éléments finis. On tire la conclusion que les quatre graphiques présentés permettent des évaluations justes du taux d'écoulement et des gradients de sortie pour une grande variété de problèmes d'écoulement confiné d'intérêt pratique.
High velocity ring shear tests on sand
Authors: Hunger O , Morgenstern N. R. 
Published: October 2009

Ring shear tests on sand materials have been carried out to show whether there is a change in the behaviour of these materials at high shearing rates and normal stresses. This question is relevant to the problem of the mobility of large rock avalanches (stürzstroms), but is also of more general academic interest. A ring shear apparatus of unusual, although simple, design has been constructed, capable of achieving circumferential velocities of 2 m/s at normal stresses of up to 200 kPa. Tests were carried out on two types of coarse sand, wet or dry, sand-rock flour mixtures and polystyrene beads. Perfect frictional behaviour was observed in all the tests, uninfluenced by either velocity or normal stress over the entire range of these variables. Change in frictional behaviour due to high rate of shearing therefore cannot be used to explain the high observed mobility of stürzstroms. Des essais de cisaillement circulaire par torsion ont été effectés afin de découvrir si un changement ait lieu dans le comportement de ces matériaux sous des contraintes normales élevées. Cette question est en rapport aussi avec le probléme de la mobilité des grandes avalanches de rochers (Sturzströme), mais elle posséde également un intérêt théorique plus général. Un appareil de cisaillement circulaire par torsion de nature exceptionnelle mais simple a été construit qui peut atteindre des vitesses de 2m/s sous des contraintes normales jusqu'à 200 kPa. Des essais ont été effectués sur deux types de sable grossier, humide ou sec, des mélanges de farines de sable et de rochers et des perles de polystyrène. Dans tous ces essais on a observé un comportement de frottement parfait qui n'était influence ni par vitesse ni par la contrainte normale sur la gamme entière de ces variables. Il est par conséquent impossible de considérer que le changement dans le comportement de frottement dû à un taux élevé de cisaillement peut expliquer la haute mobilité qu'on a observé dans les avalanches de rochers (Sturzströmc).
Permeability tensor for discontinuous rock masses
Authors: Oda M. 
Published: October 2009

Rock masses, which commonly contain a large number of discontinuities, are treated as homogeneous, anisotropic porous media to formulate the corresponding permeability tensor. This has been successfully achieved by introducing a symmetric tensor (crack tensor) which depends only on the geometry of the related cracks (aperture, size and orientation). The principal directions associated with the symmetric crack tensor are coaxial with those of the permeability tensor. The first invariant of the crack tensor is proportional to the mean permeability, while the deviatoric part is related to the anisotropic permeability. These results are well supported by numerical experiments on the permeability of cracked media by Long, Remer, Wilson and Witherspoon. An actual rock mass (moderately jointed granite) was studied to see whether the crack tensor can be determined in situ. Stereology, based on geometrical statistics, provides a sound basis for determining the crack tensor in situ. The crack tensor is obtained by treating statistically the crack orientation data presented via a stereographic projection together with the detailed mapping of crack traces visible on rock exposures. Des masses rocheuses, qui contiennent généalement un grand nombre de discontinuités, sont traitées comme des matiéres poreuses anisotropes homogénes pour formuler le tenseur de perméabilité correspondante. Ceci a été obtenu en introduisant un tenseur symétrique (tenseur de fissure) qui ne dépend que de la géometrie des fissures associées (ouverture, grandeur et orientation). Les directions principales associées avec le tenseur symétrique des fissures sont coaxiales avec celles du tenseur de perméabilité. Le premier invariant du tenseur des fissures est proportionnel à la perméabilité moyenne, tandis que la partie déviatorique est reliée à la perméabilité anisotrope. Ces résultats sont clairement confirmés par de nombreuses expériences sur la perméabilité des matiéres fissurées effectuées par Long, Remer, Wilson et Witherspoon. Une masse rocheuse (granit modérement fracturé) a été étudiée pour découvrir si on pouvait déterminer le tenseur des fissures en place. La stérologie, basée sur la statistique géometrique, fournit une base valable pour determiner le tenseur des fissures en place. Le tenseur des fissures est obtenu par le traitement statistique des données de l'orientation des fissures présentées par projection stéréographique, accompagné du relevé detail1é des traces de fissures visibles sur les roches exposées.
A pressure-dependent correction for displacement results from 1g model tests with sand
Authors: Hettler A. , Gudehus G. 
Published: October 2009

For 1g model tests in sand a pressure-dependent correction for the displacements of rigid foundations in service states is proposed on the basis of a similarity analysis. The theoretical treatment includes a square foundation with a vertical load and a vertical pile with a horizontal load. The theory is checked and confirmed by triaxial tests and model tests using shallow foundations. Scaling rules are derived that confirm equations proposed by Terzaghi and Bjerrum. As a practical application a load-settlement formula for a single shallow foundation is proposed which includes the influence of the foundation size, its shape and bedding depth and the soil density. The Authors show how the soil parameters may be determined from plate loading tests. On propose pour des essais à échelle réduite sans centrifugeuse avec du sable une correction, basée sur une analyse de la similitude, pour le calcul du déplacement des fondations rigides. Le calcul théorique comprend une semelle carrée chargée verticalement et un pieu vertical sousmis à un effort horizontal. La méthode est testée et confirmée par des essais triaxiaux et des essais à échelle réduite utilisant des fondations superficielles. On en déduit des règles d'étalonnage qui confirment les équations proposées par Terzaghi et Bjerrum. Comme application pratique on propose une formule reliant charge et tassement pour une fondation isolée superficielle. Cette formule tient compte de l'influence de la taille de la fondation, de sa forme et de son encastrement ainsi que de la densité du sol. Les auteurs montrent comment les paramètres du sol peuvent être déterminés à partir d'essais de plaques.
The efficiency of partially penetrating vertical drains
Authors: Runesson K. , Hansbo S. , Wiberg N. E. 
Published: October 2009

The Paper deals with the problem of consolidation of a clay layer in which vertical partially penetrating drains have been installed. The influence of well resistance is considered in the analysis, which is performed by means of the finite element method. The drainage pattern for each drain is assumed to be axisymmetric. Diagrams of the average degree of consolidation versus time for some selected non- dimensional parameters are presented. These dia-grams indicate, for partially penetrating drains, that the delay in the consolidation process within the zone penetrated by drains (due to higher excess porewater pressure in the underlying undrained zone) is noticeable only to a very limited height above the drain tips. In the case studies presented the delay is negligible to a depth corresponding to at least 80% of the partially penetrating drain length. L'article concerne le problème de la consolidation d'une couche d'argile dans laquelle on a installé des drains verticaux qui pénètrent partiellement. L'influence de la résistance de puits est considérée dans I'analyse, qui s'effectue par la méthode des éléments finis. L'on admet que le type de drainage pour chaque drain est axisymétrique. Des diagrammes type consolidation moyenne-temps presentés pour quelques paramètres choisis sans dimensions indi-quent que dans le cas des drains qui pénètrent partiellement le retard de la consolidation qui à lieu à l'interieur de la zone traversée par les drains et qui est causé par le plus grand excts d'eau interstitielle dans la zone non-drainke sous-jacente ne se fait sentir qu'à une hauteur trts limitCe de l'extremité des drains. Dans les exemples étudiés dans l'article le retard est negligeable jusqu'à une profondeur qui correspond à 80% au moins de la longueur du drain partie.
Variable factor of safety in slope stability analysis
Authors: Chugh A. K. 
Published: October 2009

The use of a variable factor of safety in slope stability analysis procedures based on the limit equilibrium method is presented. The proposed procedure consists of defining a characteristic that describes the variation in the factor of safety along a slip surface and the analysis procedure seeks to determine a scalar factor that in combination with the characteristic and the interslice force inclination satisfies the boundary conditions in a slope stability problem. A possible form of the characteristic for frictional materials is discussed. A case study is included to illustrate the application of the ideas presented. No new assumptions or unknowns are introduced and all equations of static equilibrium are satisfied. L'article décrit l'utilisation d'un facteur de sécurité variable dans l'analyse de la stabilité des pentes basées sur la méthode d'équilibre limite. La méthode proposée consiste à définir une caractéristique qui décrit la variation du facteur de sécurité le long d'une surface de glissement, tandis que la méthode analytique cherche à déterminer un facteur scalaire qui en combinaison avec la caractéristique et l'inclinaison de la force entre les tranches remplit les conditions limites dans un problème de stabilité de pente. On discute une forme possible de la caractéristique pour les matériaux pulvérulents et on présente un cas concret pour illustrer l'application des idées exprimées. La méthode proposée n'introduit aucune nouvelle hypothèse ni inconnues et toutes les équations de l'équilibre statique sont satisfaites.
Permeability determination in an alluvial dam foundation
Authors: Solymar Z. V. , Iloabachie B. C. 
Published: October 2009

A series of in situ and analytical tests was performed to evaluate the coefficient of permeability of the river-bed sediments at the Jebba Dam site. The study involved falling head tests, pumping tests on screened wells, Lefranc-Mandel tests, computer models of the simulation of aquifer response to river fluctuation and coefficient of permeability calculations based on grain size distributions of sand samples. Test results are compared with the coefficients obtained from piezometric data and flow from pressure relief wells during and after impounding. Une série d'essais analytiques et in situ a été réalisée pour évaluer le coefficient de perméabilité des sédiments en lit de la rivière au site du barrage Jebba. L'étude a comporté des essais sous gradient variable, essais de pompage sur puits crépinés, essais Lefrane–Mandel, modèle sur ordinateur de la simulation de la réponse de la nappe phréatique aux fluctuations de la rivière, et calculs du coefficient de perméabilité basés sur la granulométrie d'échantillons de sable. Les résultats des essais sont comparés aux coefficients obtenus à partir de données piézométriques et de débits dans des puits filtrants durant et après la mise en eau.
A finite layer technique for calculating three-dimensional pollutant migration in soil
Authors: Rowe R. K. , Booker J. R. 
Published: October 2009

A technique for the analysis of two- and three- dimensional pollutant migration through a layered soil medium is described. An earlier solution for plane diffusion in a single homogeneous layer of soil is extended using the finite layer method for general three- dimensional diffusion. Particular attention is focused on the effects of horizontal advective velocity and coefficient of hydrodynamic dispersion within the aquifer together with the thickness of the aquifer. A parametric study is presented to demonstrate some characteristics of contaminant migration in a layered soil system, taking into account the fact that the surface concentration does not remain constant because of contaminant transport into the deposit. The advantages of the approach are most pronounced when attempting to determine concentrations away from the landfill at modest to large times. Dans cet article une technique d'analyse bidimensionnelle et tridimensionnelle de la migration des pollutions à travers un sol multicouches est décrit. Une méthode pour la diffusion plane dans une seule couche homogéne de sol est développée à l'aide de la méthode des couches finies pour la diffusion tridimensionnelle générale. L'attention est portée plus particuliérement sur les effets de la vitesse d'advection horizontale et au coeffcient de dispersion hydrodynamique à I'inéirieur de I'aquifére et à son épaisseur. Une étude des paramttres est présentée pour démontrer quelques caractéristiques de la migration des pollutions dans un sol multicouches, en égard au fait que la concentration superficielle ne reste pas constante, en raison du transfert des pollutions dans le dépôt. L'avantage principal de la méthode consiste en ce qu'elle aide à la détermination des concentrations à long ou à court terme.