bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
The failure of Carsington Dam
Authors: Skempton A. W. , Vaughan P. R. 
Published: October 2009

The upstream slope of Carsington Dam failed just before its completion in 1984. The slip started on the right abutment and spread across the valley to a length of nearly 500m. Extensive investigations were conducted, and further information was obtained when the dam was reconstructed. The initial slip sheared through the core, which contained shear surfaces due to rutting, and along a layer of Yellow Clay which contained solifluction shears. Both materials were brittle, with low residual strengths. The factor of safety based on measured peak strengths was about 1·4; with reductions to allow for shears it was 1·2. It had been reduced to 1·0 by progressive failure. Finite element (FE) analyses in which strain-softening was reproduced confirmed this. It was concluded that the slide spread by lateral load transfer, through sections of the dam with a safety factor greater than 1. In the vailey centre, the slide passed through the base of the mudstone fill. A combination of FE and limit equilibrium analysis indicated that the factor of safety just before collapse was about 1·1. The factor of safety was 1·6 with intact strengths and 1·4 after allowance for shears. The reduction to 1·1 was due to progressive failure; from 1·1 to 1·0 it was due to lateral load transfer. La pente amont du barrage de Carsington s'est écroulée en 1984 juste avant son achèvement. Le glissement a commencé sur le contrefort droit et s'est propagé au travers de la vallée sur une longueur d'environ 500 m. Des études approfondies ont été menées et des informations complémentaires ont été obtenues lors de la reconstruction du barrage. Le glissement initial s'est propagé par cisaillement au travers du noyau, où l'on observe des surfaces de cisaillement dues à des stries, ainsi qui le long d'une couche d'argile jaune qui présente des cisaillements de solifluxion. Les deux matériaux présentaient des comportements fragiles, à faibles résistances résiduelles. Le facteur de sécurité, calculé à partir des contraintes maximales mesurées, était égal à environ 1,4. Il a été réduit à 1,2 en raison du cisaillement, puis à 1,0 par suite de la rupture progressive. Une analyse par éléments finis, reproduisant la relaxation des déformations, confirme ces résultats. Il apparaît qui le glissement s'est propagé par transfert latéral de la charge à travers des sections du barrage à facteur de sécurité supérieur à 1,0. Au centre de la vallée, le glissement a traversé la base du remblai de mudstone. Les analyses par élément finis combinées aux analyses par équilibres limites montrent que le facteur de sécurité était de l'ordre de 1,1 juste avant la rupture. Il était égal à 1,6 pour les contraintes originelles et à 1,4 lors de l'apparition du cisaillement. La réduction jusqu'à 1,1 est due à la rupture progressive; De 1,1 à 1,0, elle est due au transfert latéral de la charge.
Large-scale triaxial testing of grey wacke rockfill
Authors: Indraratna B. , Wijewardena L. S. S. , Balasubramaniam A. S. 
Published: October 2009

This Paper describes the results of a series of large-scale triaxial tests conducted on greywacke rockfill, used in dam construction in Southern Thailand. The tests are conducted at low to moderate confining stresses to relate their findings to the stability of rockfill dams. Considering the current test results in conjunction with previous laboratory data, revised failure criteria for rockfill are proposed in non-dimensional form. For both low and high confining stresses, lower and upper bounds of strength envelopes have been established, based on a wide array of granular materials. The influence of the confining stress on the shear strength of rockfill is studied in depth, and the implications of a non-linear envelope at low normal stress levels on the stability of rockfill dams are discussed. Although two parallel rockfill gradations for specimens compacted to similar porosities are considered, the exact role of particle size effect on shear strength is not examined in detail, as the difference in maximum particle sizes tested in this study is not sufficiently large. Cet article décrit les résultats d'une suite d'essais au triaxial à grande échelle réalisés sur du remblai rocheux (greywacke) utilisé pour la construction de barrages dans le sud de la Thaïlande. Ces essais sont exécutés à des pressions de cellule faibles à modérées pour rapprocher les résultats de la stabilité de barrages à enrochement. En considérant les résultats existant d'essais, en conjonction avec les données de laboratoire précédentes, des critères de rupture de l'enrochement sont proposés dans une forme sans dimensions. Pour des pressions de cellule faibles et élevées, les enveloppes basses et hautes de résistance ont été établies, basées sur un vaste ensemble de matériaux granuleux. L'influence de la pression de cellule sur la résistance au cisaillement est étudiée en profondeur et les conséquences d'une enveloppe de rupture non linéaire à containtes normales faibles sur la stabilité de barrages à enrochement sont discutées. Bien que deux gradations parallèles d'enrochement pour des échantillons compactés à des porosités semblables aient été considérées, le rôle exact de l'effet de la taille des grains sur la résistance au cisaillement n'est pas examiné en détails car la différence entre les tailles maxis des grains testés pour cette étude n'était pas suffisante.
Undrained response of loosely compacted sands during monotonic and cyclic compression tests
Authors: Konrad J. M. 
Published: October 2009

Undrained monotonie compression tests were conducted on loose sand samples subjected to an initial isotropic stress state, and undrained cyclic compression tests with no shear stress reversal were performed on loose sand samples subjected to initial anisotropic stress, in order to establish the stress conditions needed for triggering contractive flow deformation and the corresponding steady-state characteristics. It was shown that the peak strength envelope was also the triggering strength envelope, which appears to be unique for samples prepared by the moist tamping method and independent of stress path. It was established that the failure envelope for a given sand is unique but that the steady-state strength was not unique and was dependent on void ratio and stress conditions at the onset of flow failure. The use of normalized stress space is very helpful in the analysis of undrained monotonie and cyclic compression tests and permits ready prediction of strain-softening and strain-hardening behaviour. An analysis of data on various sands has shown that the stress conditions at the time of triggering contractive flow deformation and those at steady state can be related to the slope of the steady-state lines. Deux types d'essais ont été realises sur des échantillons de sable meuble. Dans le premier type d'essais, l'échantillon est soumis à un état initial de contrainte isotrope suivi d'une compression monotone non-drainée. Le second type d'essais se décompose, quant à lui, en un état initial de contrainte anisotrope suivi de cycles de compression non-drainées. Ces essais ont permis d'étudier les conditions de contrainte nécessaires au déclenchement d'une déformation plastique de contraction ainsi que les caractéristiques de l'état permanent associé. Il apparaît que l'envelope des contraintes ultimes est également celle des contraintes de déclenchement. Elle semble être unique, pour des échantillons prépares à l'aide de la méthode des tassements humides, et indépendante du chemin des contraintes. Il a été établi que si l'enveloppe de rupture est unique pour un sable donné, la résistance à l'état permanent ne l'est pas et dépend de l'indice des vides et des conditions de contraintes existant au début de la rupture plastique. L'utilisation d'un espace des contraintes normalisé est tres utile pour l'analyse des essais non drainés de compressions cycliques ou monotones et permet de prédire simplement les ramollissements ou durcissements de déformation. Une analyse des données obtenues sur différents sables montre que les conditions de contrainte an début de la déformation plastique de contraction, ainsi que celles de l'état permanent, peuvent être corrélées avec la pente des droites de l'état permanent.
Analytical interpretation of dilatometer penetration through saturated cohesive soils
Authors: Finno R. J. 
Published: October 2009

A three-dimensional numerical solution to the problem of penetration of a flat plate dilatometer through saturated cohesive soil is presented. Axisymmetric stream functions are used with those corresponding to a uniform velocity field to approximate the geometry of the stream lines during penetration. After the source strengths have been determined, velocities and strains are computed. The computed strain fields are compared with those for axisymmetric and plane strain penetrations to show the need to use a three-dimensional analysis. Effective stresses are computed from the strains based on assumed constitutive response (in this case an anisotropic bounding surface model) and total stresses are computed based on equilibrium considerations. The method provides computed horizontal stress indices that compare favourably with field data. The effect of penetration on the horizontal stress index measured by the dilatometer is evaluated. This index is shown to be most sensitive to changes in over-consolidation ratio and at-rest earth pressure coefficient, which reflect the initial in situ stresses. L'article présente une solution numérique tridimensionnelle au problème de pénétration d'un dilatomètre-plaque dans un sol cohérent saturé. Des fonctions de flux symétriques, associées à des fonctions décrivant un champ de vitesse uniforme, sont utilisées pour approcher la géométrie des lignes de courant durant la pénétration. Après résolution des résistances initiales, les vitesses et les déformations sont calculées. Les champs de déformation calculés sont comparés à ceux obtenus pour des pénétrations induisant des déformations planes asymétriques et démontrent la nécessité d'une analyse tridimensionnelle. Des contraintes effectives sont calculées à partir de déformations basées sur une réponse supposée constitutive (dans notre cas, un modèle anisotrope de surfaces frontières). Les contraintes totales sont calculées à partir d'hypothèses d'équilibre. La méthode permet de calculer des indices de contraintes horizontales tout à fait comparables aux données in-situ. L'influence de la pénétration sur l'indice des contraintes horizontales mesuré par dilatométrie est évaluée. Cet indice semble être très sensible aux variations du rapport de surconsolidation et du coefficient de poids des terres au repos qui traduisent les contraintes initiales in-situ.
Hydraulic fracturing of soil during laboratory experiments Part 1. Methods and observations
Authors: Murdoch L. C. 
Published: October 2009

Hydraulic fracturing appears to have useful environmental and geotechnical applications, but the details of fracture morphology and propagation in soil are poorly known. To identify those details, more than 100 hydraulic fractures were created by dyed glycerine injected into rectangular blocks of silty clay confined within a triaxial loading cell. The traces of the fractures were observed directly through a transparent loading plate in the experimental apparatus, and the fracture surfaces were described after they had been exposed by the blocks being split open. Steps and ridges on fracture surfaces, and lobes near the leading edge of a fracture were ubiquitous in silty clay, as they are on the surfaces of hydraulic fractures in rock or other brittle materials. Details of the leading edge, however, depend on the water content of the soil, which is one difference between hydraulic fractures in soil and those in rock. Fluid injected to create a hydraulic fracture appears to penetrate to the leading edge of the fracture when the pressure of pore fluid is less than atmospheric while the sample is under load. At greater water contents when the pore pressure is positive, the injected fluid lags behind the leading edge. It is inferred that this phenomenon occurs because water infiltrates into the fracture tip and prevents penetration of the injected fluid. La fracturation hydraulique semble avoir des applications utiles en environnement et en géotechnique. Les détails de la morphologie et de la propagation d'une fracture dans un sol sont cependant mal connus. Pour identifier ces détails, plus de 100 fractures hydrauliques ont été créées par injection de glycérine colorée dans des blocs rectangulaires d'argile silteuse confinés dans une cellule triaxiale. Les traces des fractures ont été observées directement à travers la plaque de chargement transparente de l'appareillage expérimental et les surfaces de fracturation ont été décrites après mise en évidence par ouverture des blocs. On observe, dans les argiles silteuses, l'omniprésence de marches d'escalier et d'arêtes sur les surfaces de fracture, et de lobes à proximité de l'arête directrice de la fracture, exactement comme sur les surfaces de fracturation hydraulique dans des roches et autres matériaux cassants. Les détails sur l'arête directrice dépendent cependant de la teneur en eau du sol, ce qui différencie la fracturation hydraulique d'un sol de celle d'une roche. Lorsque la pression interstitielle est inférieure à la pression atmosphérique, l'échantillon étant sous consolidé, le fluide injecté, créateur de la fracturation hydraulique, semble pénétrer jusqu'à l'arête directrice de la fracture. Pour une plus forte teneur en eau, lorsque la pression interstitielle est positive, le fluide injecté n'atteind pas l'arête directrice. On peut en déduire que ce phénomène est dû à une infiltration d'eau à l'extrémité de la fracture empêchant la pénétration du fluide d'injection.
The effects of pressuremeter geometry on the results of tests in clay
Authors: Houlsby G.T. , Carter J.P. 
Published: October 2009

The effects of the geometry of a self-boring pressuremeter on the results that would be obtained from tests in clay have been studied by means of finite element analysis. This technique has enabled a parametric study to be carried out without the complicating factors of test variability that are inherent in field testing. The effects of length-diameter ratio L/D and depth of penetration-diameter ratio H/D have been examined. In the study of the effects of L/D on the apparent strength, this was found to depend also on 6/.v"; a chart of correction factors for strengths derived from the pressuremeter test is presented. The L/D ratio has a much smaller effect on the measurement of elastic properties. The depth of the pressuremeter below the ground surface in a homogeneous clay deposit was found to have little effect on the measurement of the elastic strength properties, even for very shallow tests. L'influence de la géométrie d'un pressiométre autoforeur sur les résultats obtenus lors d'essais réalisés dans des argiles molles a été étudiée à l'aide d'une analyse par éléments finis. Cette méthode a permis de mettre en oeuvre une étude paramétrique sans prise en compte des facteurs compliqués de variabilité des essais, inhérents à tout essai de terrain. L'influence rapport longueur sur diamètre L/D et celle du rapport profondeur de pénétration sur diamètre H/D ont été étudiées. Lors de l'étude de l'influence de L/D sur la résistance apparente, il est apparu qu'elle dépend également de G/Su. Des facteurs de correction de la résistance, issus des essais pressiométriques, sont proposés. Le rapport L/D a une influence beaucoup plus réduite sur les mesures de propriétés élastiques. La profondeur d'enfoncement du pressiomètre sous la surface du sol, dans des dépôts argileux homogènes, semble n'avoir que très peu d'effet sur la mesure des propriétés élastiques et de résistance, même pour les essais très superficiels.
Seepage beneath water retaining structures founded on spatially random soil
Authors: Griffiths D. V. , Fenton Gordon A. 
Published: October 2009

The effect of stochastic soil permeability on confined seepage beneath water retaining structures has been studied. Random field concepts for the generation of soil permeability properties with a fixed mean, standard deviation and spatial correlation structure have been combined with finite element methods to perform Monte Carlo simulations of the seepage problem. Analyses have been performed for a dam with two cut-off walls. The results of parametric studies to gauge the effect of the standard deviation and correlation structure of the permeability on the output statistics relating to seepage quantities, exit gradients and uplift pressures are presented. In all cases, comparison is made with results that would be achieved on a deterministic basis. Flow rates and other quantities are shown to be affected significantly by the standard deviation and the correlation structure of soil permeability. L'article étudie l'influence de la perméabilité d'un sol stochastique sur l'infiltration confinée existant sous une structure de retenue d'eau. Des analyses aléatoires, permettant de générer les propriétés de perméabilité du sol pour une moyenne, un écart-type et un facteur de corrélation donnés, ont été combinées à des méthodes par éléments finis afin de réaliser des simulations de Monte-Carlo pour l'infiltration. Des analyses ont été réalisées pour un barrage comportant deux parois étanches. L'on présente les résultats de l'étude paramétrique réalisée afin de quantifier l'influence de l'écart-type et du facteur de corrélation de la perméabilité sur les statistiques relatives aux quantités infiltrées, au gradient de sortie et aux pressions ascendantes. Dans chacun des cas, des comparaisons ont été établies avec les résultats que l'on aurait obtenus à partir d'une base déterministe. Les débits et autres quantités semblent être significativement affectés par l'écart-type et le facteur de corrélation de la perméabilité du sol.
A method for the study of crack propagation in rock structures
Authors: Scavia C. 
Published: October 2009

A method is presented for analysing the stability of rock structures based on the propagation of geological discontinuities. Discontinuities are modelled as flat cracks and their propagation is analysed using fracture mechanics methods. As rock structures are brittle, these phenomena can be studied using linear elastic fracture mechanics (LEFM). Problems in the application of LEFM methods are analysed, with regard to the states of compressive stress present in rock. A numerical procedure is described which simulates the propagation of natural discontinuities in rock; the crack propagation trajectories determined from this analysis are compared with experimental results obtained on mortar specimens. The applicability of the method to the study of rock mass stability is shown with reference to the behaviour of rock slopes. L'article présente une méthode permettant d'analyser la stabilité de structures rocheuses. Cette méthode est fondéve sur Pétude de la propagation de discontinuités géologiques. Ces discontinuitésont modévlisées par des fissures planes dont la propagation est analyséve à l'aide de méthodes de la mecanique des fractures. Comme Ion de l'étude du comportement fragile des structures rocheuses, ces phénoménes peuvent être étudiés à l'aide de mécanismes linéaires de fracturation élastique (LEFM). Différents problémes rencontrés lors de l'application des méthodes LEFM sont analyses, notamment en relation avec la contrainte de compression régnant dam la roche. Une procédure numérique permettant de simuler la propagation des discontinuités naturelles de la roche est ensuite décrit. Les trajectoires de propagation des fissures déterminées Iors de cette analyse sont comparées aux résultats expérimentaux obtenus sur des échantillons de mortier. L'applicabilité de cette méthode à l'étude de la stabilité des masses rocheuses est démontrée par des références au comportement des pentes rocheuses.
Yielding and critical state of a collapsible unsaturated silty soil
Authors: Maatouk A. , Leroueil S. , La Rochelle P. 
Published: October 2009

Isotropic and anisotropic compression tests, and drained triaxial shear tests were performed on a collapsible unsaturated silty soil under various suctions. The results show that the concepts of yielding and critical state originally developed for saturated clays can be applied to this unsaturated material when the matrix suction is considered as an independent variable. Pre-yield and post-yield behaviour is clearly defined, the yield curve increases in size with suction, and the effect of suction on the critical state strength decreases with increasing net mean stress. Des essais de compression isotrope et anisotrope et des essais triaxiaux de cisaillement drainé ont été réalisés, pour différentes valeurs de succion, sur des cols silteux non saturés effondrables. II apparaît que les concepts d'état limite et d'état critique, initialement développés pour les argiles saturées, sont applicables à ce type de matériau non saturé si la succion matricielle est considérée comme variable indépendante. Les comportements pré et post état limite apparaissent nettement, la courbe d'état limite s'accroît lorsque la succion augmente et l'influence de la succion sur la résistance à l'état critique diminue lorsque la contrainte moyenne augmente.