bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Bearing capacity failure of shallow foundations in earthquakes
Authors: Zeng X. , Steedma R. S. 
Published: October 2009

This paper addresses the behaviour of buildings on shallow foundations in sand under earthquake loading. Centrifuge tests were used to investigate building performance on dry or saturated sand foundations as a function of aspect ratio. The tests showed good repeatability and illustrated clearly the mechanism of failure by rotation and vertical settlement. Displacement of the structures during successive earthquakes showed a gradual accumulation at a rate dependent on the stiffness of the foundation soil. Clear evidence was seen of the sudden onset of bearing capacity failure near the end of the final earthquake when the rotation of the structure was at its peak but with the ground shaking well below its maximum value. Such failures were observed in two independent tests; these data are compared with the results of pseudo-static type calculations. A new theoretical analysis which shows the degradation of bearing capacity as the result of accumulation of rotation is validated by the experimental data. The limitations of pseudo-static type methods and implications for design are discussed. L'article examine le comportement &acron;édifices à fondation directe sur le sable soumis à des surcharges sismiques. Les auteurs ont eu recours à des essais centrifuges pour examiner le comportement ďďdifices sur des fondations de sable sec on saturé en fonction du facteur de forme. Ces essais, caractérisés par une bonne répétabilité, illustrent clairement les mécanismes de rupture par rotation et tassement vertical. Le déplacement des ouvrages au cours de séismes successifs met en évidence une accumulation graduelle, à un rythme qui vane en fonction de la rigidité du sol de fondation. Cela a éé triès évident lors de la rupture soudaine de la capacité portante vers la fin du dernier séisme, alors que la rotation de ľouvrage était maxi-male, mais que ľintensé sismique était bien inférieure à sa valeur maximale. De telles ruptures onté observées dans deux essais indépendants. Les données obtenues sont comparées aux résultats de calculs de type pseudo-statique. Les données expérimentales valident une nouvelle analyse éorique, qui montre que la dégradation de la capacité portante est le résultat de Paccumulation de la rotation. Ľarticle examine les limitations des méthodes de type pseudo-statique et cc q&caute;elles sous-entendent du point de vue de la conception.
Modelling the behaviour of unsaturated soil using an elastoplastic constitutive model
Authors: Thomas H. R. , He Y. 
Published: October 2009

A numerical model of the stress–strain behaviour of unsaturated soil is presented. An extended critical state elastoplastic constitutive model based on net stress and suction is solved via the finite-element method. Numerical techniques are proposed which allow for the development of an elastoviscoplastic solution algorithm within the context of a transient finite-element analysis. The simultaneous solution of the coupled partial differential equations provides variations of net stress, suction, specific volume and degree of saturation in an unsaturated soil. Several examples are then analysed which illustrate typical features of the behaviour of unsaturated soil samples. Expected patterns of behaviour are reproduced and good correlation is obtained between numerical results and an alternative solution of the theoretical model. Comparisons of numerical predictions with results obtained from two suction-controlled experiments on compacted kaolin and sandy clay are then presented. Good correlation is again achieved, yielding confidence in the validity of the numerical algorithm. Finally, the solution of a boundary value problem is attempted, namely the prediction of seasonal ground movement. Comparison of numerical results with field observed data shows good correlation is achieved. The ability of the new approach to solve boundary problems of geotechnical significance is thus illustrated. Nous présentons une maquette numérique du comportement contrainte–déformation d'un sol non saturé. Une maquette constitutive élastoplastique d'état critique étendue basée sur une contrainte nette et une succion est résolue par la méthode d'éléments finis. Nous proposons des techniques numériques qui tiennent compte du développement d'un algorithme de solution élastoviscoplastique dans le contexte d'une analyse d'éléments finis transitoire. La solution simultanée des équations différentielles épardelles couplées donne des variations de la contrainte nette, de la succion, du volume éspécifique et du degré de saturation dans un sol non saturé. Nous analysons alors plusieurs éééexemples qui illustrent les caractéristiques type du comportement d'échantillons de sol non saturé. Nous reproduisons les modes attendus de comportement et nous obtenons une bonne corrélation entre les résultats numériques et la solution alternative du modèle théorique. Nous comparons les prédictions numériques avec les résultats de deux expériences à succion sur le kaolin compacté et Pargile sableuse. Encore une foie, une bonne corrélation est obtenue, confirmant la validité de Palgorithme numérique. Enfin, nous essayons la solution d'un probléme à valeur limite, nommément la prédiction des mouvements saisonniers du sol. La comparaison des résultats numériques avec des données observées sur le terrain montre qu'on obtient une bonne corrélation. Nous illustrons ainsi Pefficacité de la nouvelle méthode à résoudre les problèmes limites à signification géotechnique.
Assessment of the coefficient of the earth pressure at rest from shear wave velocity measurements
Authors: Fioravante V. , Jamiolkowski M. , Presti D. C. F. Lo , Manfredini G. , Pedroni S. 
Published: October 2009

The paper presents an attempt to evaluate the feasibility of predicting the value of the coefficient of the earth pressure at rest K. of natural soil deposits on the basis of the measured velocities of the seismic shear waves. The experimental data presented were obtained from seismic tests performed in a calibration chamber on laboratory prepared specimens of seven granular materials, with grades ranging from fine sand to gravelly sand. The relationship between K. and the shear wave velocity established using the calibration chamber results was used successfully to predict K. at two well-documented sites for which both cross-hole seismic and seismic piezocone penetration test results are available Cet exposé dicrit un essai destiné à évaluer la faisabilité dune pr6vision de la valeur du coefficient de pression au sol au repos (Ko) des dépôts de sol naturels en se basant sur les vélociés mesurées des ondes sismiques transversales. Les donn6es expérimentales qui sont présentées dans cet expos&aute; viennent d'essais sismiques effectués dans une chambre de calibrage sur les spécimens préparés en laboratoire de sept matières en grains allant du sable fin au sable graveleux. La relation entre K. et la vitesse d'onde transversale établie d'après les résultats de la chambre de calibrage a 6t6 utilisée avec succés pour préd1re K. sur deux sites bien documentés oùi des essais de forage transversal sismique et de pénétration piéocone sismique sont disponibles.
On the micromechanics of crushable aggregates
Authors: McDowell G. R. , Bolton M. D. 
Published: October 2009

This paper presents a study of the micromechanical behaviour of crushable soils. For a single grain loaded diametrically between flat platens, data are presented for the tensile strengths of particles of different size and mineralogy. These data are shown to be consistent with Weibull statistics of brittle fracture. Triaxial tests on different soils of equal relative density show that the dilatational component of internal angle of friction reduces logarithmically with mean effective stress normalized by grain tensile strength. The tensile strength of grains is also shown to govern normal compression. For a sample of uniform grains under uniaxial compression, the yield stress is related to the average grain tensile strength. If particles fracture such that the smallest particles are in geometrically self-similar configurations under increasing geotoscopic stress, with a constant probability of fracture, a fractal geometry evolves with the successive fracture of the smallest grains, in agreement with the available data. A new work equation predicts that the evolution of a fractal geometry gives rise to a linear compression line when voids ratio is plotted against the logarithm of geotoscopic stress, in agreement with published data. Cet exposé présente une étude du comportement micro mécanique des sols concassables. Pour un seul grain chargé de manière diamétrale entre des platines plates, nous présentons les données de résistance à la rupture des particules de différentes dimensions et minéralogies. Nous montrons que ces données correspondent aux statistiques de Weibull sur la rupture de fragilité. Les essais triaxiaux sur divers sols de meême densité relative montrent que le composant de dilatation de ľangle interne de friction baisse de manière logarithmique en mê"me temps que la contrainte effective moyenne normalisée par la r6sistance à la rupture du grain. Nous montrons aussi que la résistance à la rupture des grains gouverne la compression normale. Pour un échantillon de grains uniformes sous compression uniaxiale, la limite 61astique est liée à la rupture moyenne des grains. Si la rupture des particules est telle que les plus petites particules sont dans des configurations à similitude géomé trique intrinsèque sous un effort geotoscopique de plus en plus grand, avec probabilité constante de rupture, une géométrie fractale apparaît avec la rupture successive des grains les plus fins, en accord avec les données disponibles. Une nouvelle équation de travail prédit que ľévolution de la géometrie fractale provoqueľPapparition ďune ligne de compression linéaire quand le taux de pores est représenté sous forme de courbe par rapport au logarithme de ľeffort geotoscopique, en accord avec les données pub-liées.
Drum centrifuge study of three-leg jackup models on clay
Authors: Dean E. T. R. , James R. G. , Schofield A. N. , Tsukamoto Y. 
Published: October 2009

This paper reports and discusses centrifuge test data of model three-leg jackups on kaolin clay. The tests modelled one prototype jackup with 6·5 m dia. 13° conical spudcans, one with 6·5 m dia. flat-based spudcans, and one with 13·0 m dia. flat-based spudcans. The model jackups were subjected to preloading, slow cyclic loading, rapid cyclic loading and pullout. The data obtained in this study are the loadpaths consisting of the vertical load, horizontal load and moment associated with each leg, the vertical settlement, horizontal displacement and rotation of the model jackups as well as of the model spudcans. Ce papier rend compte et discute les données d'essai de centrifugation de modèles de plates-formes é1évatrices à trois jambes sur du kaolin. Les essais ont modélisé une plate-forme prototype sur des caissons d'enfichage coniques de 6·5 m de diamètre et d'angle 13°, une autre sur des caissons de base plane de 6·5 m de diamètre, et une autre sur des caissons de base plane de 13 m de diamètre. Les modèles de plate-forme ont été soumis à des précharges, à des charges cycliques lentes, à des charges cycliques rapides et à des arrachements. Les données issues de cette étude sont des courbes de charge constituées de la charge verticale, de la horizontale et du moment associé à chaque jambe, du tassement vertical, du déplacement horizontal et de la rotation des plates-formes modélisées ainsi que des caissons d'enfichage modélisés.
Auscultation et modélisation numérique du processus de creusement à l'aide d'un tunnelier
Authors: Benmebarek S. , Kastner R. , Ollier C. , Charif A. 
Published: October 2009

En vue de constituer une base de données expérimentales précise et liable pour la validation et la qualification des outils de simulation des mouvements induits par les opérations &acute;un tunnelier, deux plots &acute;essais de ĺextension de la ligne D du métro de Lyon ont été intrumentés intensivement. Dans cet article, on présente les résultats de mesures &acute;une auscultation de deux sections transversales de cette ligne. En faisant une comparaison avec les mesures &acute;autres pro-jets antérieurs, on a mis en évidence que ĺinstabilité du front de taille et le vide annulaire dégagé après ĺéchappement de la jupe constituent les sources principales de tassement à court terme. A partir de ces mesures, on propose, ensuite, une nouvelle procédure de simulation numérique en déformation plane qui dent compte des différentes étapes de construction. La comparaison des mouvements observés et simulés montre que le comportement des terrains meubles est mieux modélisé par un contrôle en déplacements que par un contrôle en contraintes à la périphérie de ĺexcavation. In order to obtain a precise and reliable measurement database for the validation and qualification of simulation tools describing the deformations induced by tunnelling operations, two sites on the Lyon Metro D line extension have been intensively monitored. This paper presents the results of measurements from two experimental transverse tunnel sections of this line. A comparison with data from previous projects shows that the instability of the tunnel face and the annular void created by the passage of the shield constitute the principal sources of short-term settlement. Based on these measurements, a new procedure of numerical simulation in the plane strain conditions is proposed, taking into account various stages of construction. The comparison of the observed and simulated movements shows that the behaviour of soft ground is better simulated by displacement control than by stress control of the periphery of the excavation.
Spatial variation in liquefaction risk
Authors: Fenton G. A. , Vanmarcke E. H. 
Published: October 2009

Basic concepts and methods of random field theory, useful for characterizing 'distributed disordered systems', are applied to a soil deposit to evaluate the spatial extent of liquefaction under typical conditions. The soil deposit, modelled after a site located at the Wildlife Management Area in California, is represented by a three-dimensional random properties field and is subjected to multiple realizations of a space-time random field of earthquake ground motion patterned after the Superstition Hills event of 1987. Based on Monte Carlo analysis using a deterministic one-dimensional nonlinear finite-element program, spatial variability of liquefaction risk is assessed and techniques for improving estimates of liquefaction risk, accounting for local spatial variation, are investigated. Les concepts et m6thodes de base de la théorie de champ aléatoire, servant ´ caracteogonriser les 'systémes désordonnés répartis' sont appliqueogons ´ un d´pôt de sol pour évaluer 1'étendue spatiale de la liquéfaction dans des conditions types. Le dépôt de sol, reproduisant un site situogon dans la Wildlife Management Area en Californie, est représenteacute par un champ de proprieacuteteacutes aleacuteatoires en trois dimensions et soumis a´ de multiples reacuteacutealisations d'un champ aléatoire espacetemps pour les mouvements de terrain seacuteismiques, copieacutes sur Nveacutenement de Superstition Hill en 1987. En nous basant sur une analyse de Monte Carlo utilisant un programme d'éléments finis non linéaires déterministes, nous évaluons la variabiliteacute spatiale du risque de liquéfaction et nous étudions les techniques permettant d'améliorer les évaluations du risque de liqu faction, en tenant compte de la variation spatiale locale.
Centrifuge model tests on doubly propped embedded retaining walls in overconsolidated kaolin clay
Authors: Richards D. J. , Powrie W. 
Published: October 2009

A series of tests on model diaphragm walls embedded in an overconsolidated clay was carried out at the London Geotechnical Centrifuge Centre. The walls were propped at the crest at the start of excavation and, following the simulation of excavation, were immediately propped at formation level. A retained height of 10 m was modelled in all tests, and the depth of embedment below dredge level varied between 5 m, 10 m and 15 m. A 'softer' construction sequence was also investigated, with excavation to 5 m below the retained surface taking place prior to the installation of the crest-level prop. The effect of pre-excavation lateral earth pressure was also investigated. The test results show that an in- crease in embedment depth will lead to an increase in wall bending moment and a reduction in bottom prop load. There is no real advantage in terms of limiting ground movements in increasing the embedment depth without also increasing the wall stiffness. Nous avons effectué une série d'essais sur une maquette de murs souterrains dans une argile surconsolidée au London Geotechnical Centrifuge Centre. Les murs ont été soutenus à la crÊte au début de Pexcavation et, après ľexcavadon simulée, ont immédiatement éré soutenus au niveau de formation. Une hauteur retenue de 10 m a été mise en maquette dans tons les essais et la profondeur de ľenfouissement sous le niveau de drague variait entre 5, 10 et 15 m. Nous avons également étudié une séquence de construction 'plus tendre' avec une excavation de 5 m en dessous de la surface retenue, avant ľinstallation du souden de crÊte. Nous avons également étudié ľeffet de la pression terrestre latérale avant excavation. Les résultats des essais montrent qu'une augmentation de la profondeur d'enfouissement conduit à une augmentation du couple de flexion du mur et à une réduction de la charge de souden du bas. Il n'y a aucun avantage réel, si ľont vent limiter les mouvements du sol, à augmenter la profondeur d'enfouissement sans augmenter également la rigidité des murs.
Effects of sampler design on tube sampling disturbance—numerical and analytical investigations
Authors: Clayton C. R. I. , Siddique A. , Hopper R. J. 
Published: October 2009

The detailed features of the design of a sampling tube, such as area ratio, inside clearance, cutting edge taper angle, etc., have an important influence on the disturbance caused when a tube sampler is pushed into cohesive soil. Currently, most tube sampler designs have evolved on the basis of empirical design rules, and local good practices, developed for particular soil conditions. The strain path method provides a basis upon which the influence and importance of different features of tube sampler design can be evaluated, and the design of future samplers optimized. This paper examines the use of Baligh's strain path method for the assessment of tube sampling disturbance, and implements the method via a finite-element approach to assess the influence of area ratio, cutting-edge angles and inside clearance, on sample disturbance evaluated on the basis of the strains imposed on the centre-line of a soil sample. Les caractéristiques précises du modèle de tube d'échantillonnage, comme le rapport de section, le jeu interne, l'angle de cône du bord coupant, etc., ont une influence prépondérante sur la perturbation causée par Penfoncement d'un échantillonneur à tubes dans un sol cohérent. A heure actuelle, la plupart des modèles d'échantillonneur à tubes sont conçus a partir de r6gles de calcul empiriques et de pratiques locales adaptées au conditions de terrain particulières. La méthode des courbes de contrainte fournit un moyen permettant d'une part, d'évaluer l'influence et l'importance des diff&entes caractéristiques du modèle d'échantillonneur à tubes et d'autre part, d'optimiser le dimensionnement des futurs échantillonneurs. Ce papier expose utilisation de la méthode des courbes de contrainte de Baligh pour étudier la perturbation de l'échantillonnage tubulaire, et décrit la méthode à é1éments finis mise en oeuvre pour évaluer l'influence du rapport de section, des angles de bord coupant et du jeu interne, sur la perturbation de l'échandllon évaluée en s'appuyant sur les contraintes impos&aucte;es sur l'axe d'un &aucte;chantilIon de sol.
The effect of inÆltration on the stability of the slopes of a dry ash dump
Authors: Fourie A. B. , Rowe D. , Blight G. E. 
Published: October 2009

The effects of prolonged periods of infiltration on the stability of the slopes of a dry ash dump are examined. The ash, which is placed by stackers, comes to rest at slope angles that are steeper than those predicted by conventional slope stability analyses using effective stress strength parameters. It is shown that the additional strength required to ensure stability of the ash dump slopes is provided by matric suction developed in the unsaturated ash. Infiltration of rainfall into the slopes can reduce the suction sufficiently to trigger shallow slope failures. Two methods for analysing this problem, an approximate method based on statistical rainfall records together with a simplified approach to simulating the rate of infiltration into a slope, and a more rigorous finite element approach, are discussed. Although the approximate method is more conservative than the finite element method, the results are similar and illustrate the importance of accurately quantifying the contribution of matric suction to the shear strength of an unsaturated soil when considering slope stability problems. The relevance of antecedent infiltration on the susceptibility of a slope to rainfallinduced instabilities is highlighted, and a strategy to take account of this factor is suggested. Nous examinons l'effet de pluies prolongées sur la stabilité des pentes d'un terril de cendre sèche. La cendre, qui est amenée par les engins emplileurs, se dépose en formant des déclivités plus abruptes que celles prévues dans les analyses de stabilité de pente conventionnelles utilisant des paramètres effectifs de resistance à la contrainte. Nous montrons que la résistance additionnelle nécessaire pour assurer la stabilité des pentes d'un terril de cendre est donnée par la succion matrique développée dans la cendre partiellement saturée. L'infiltration des pluies dans les pentes peut suffisamment réduire la succion pour déclencher des ruptures dans les pentes peu profondes. Nous examinons deux méthodes pour analyser ce probl&graveme: une méthode approximative basée sur les statistiques de pluviosité, employée avec une simulation simple du taux d'infiltration dans une pente; et une méthode d'éléments finis, plus rigoureuse. Bien que la méthode approximative soit plus conservatrice que la méthode d'élément finis, les résultats sont similaires et illustrent l'importance de bien quantifier l'influence de la succion matrique sur la résistance au cisaillement d'un sol partiellement saturé en ce qui concerne les problèmes de stabilité de pente. Nous montrons que les taux de pluviosité passés ont une grande influence sur la propension des pentes à se déstabiliser et nous suggérons une stratégie permettant de prendre en compte ce facteur.