bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Numerical modelling of the trap door problem
Authors: Koutsabeloulis N. C. , Griffiths D. V. 
Published: October 2009

The trap door problem is a useful model for providing a clearer understanding of the stress distribution around civil engineering structures such as anchor plates and tunnels. The passive mode can be used either to compute the uplift force of anchors or any buried structure which may be idealized as an anchor; the active mode can be used to compute the gravitational flow of a granular material between vertical walls or the soil reaction curve for tunnel design. Both modes of displacement are modelled numerically in this Paper using the finite element method. The results are presented in the form of influence charts, which may be used for both the passive and active modes to provide failure loads for a range of geometries and soil properties, using non-dimensionalized parameters. The use of these equations is compared with results obtained from other sources using both physical and numerical models. Le probleme de la trappe représente un modéle utile pour l'obtention d'une compréhension plus claire de la distribution des contraintes autour de structures du génie civil telles que les plaques d'ancrage et les tunnels. Le mode passif peut s'employer pour calculer la force d'arrachement des éléments d'ancrage ou d'une construction quel-conque ayant la fonction d'un element d'ancrage, tandis que le mode actif peut être utilisé pour calculer l'écoulement gravitationnel d'une matière granulée entre des murs verticaux ou la courbe de réaction du sol dans le cas d'un tunnel. Dans cet article les deux modes de déplacement sont model-és de fa&cidel;on numérique à l'aide de la méthode aux éléments finis. Les résultats sont présentés dans la forme de graphiques d'influence qui peuvent s'employer pour les modes passif et actif dans le but d'obtenir des chargements de rupture pour une serie de géométries et de propriétés du sol en uti-lisant des paramétres non-dimensionnes. L'emploi de ces équations est comparé aux résultats obtenus à partir d'autres sources en utilisant des modèles physiques et numériques.
Consolidation and creep of soils in plane-strain conditions
Authors: &breve;uklje L. , Majes B. 
Published: October 2009

Rheological relationships expressed by families of strain isotaches have been introduced into the combined system of equilibrium and diffusion equations so that at any time of the consolidation the strain speeds correspond to strain isotaches. The plane-strain earth bodies are discretized by the network of triangular finite elements with 12 degrees of freedom. When, in the late phase of the primary consolidation, the excess pore pressures approach zero, the procedure ceases to give reliable results. Further development of displacements can be computed on the assumption that the secondary consolidation occurs at constant effective stress state. The corresponding computer program has been applied to geological, drainage and boundary conditions of a test embankment built on very soft marshy soils. The results have been compared with field measurements of pore pressures and displacements. The comparison has proved that the applied joint solution offers an adequate tool for predicting the behaviour of non-linear viscous soils loaded by road embankments. In soils that exhibit effects of the previous secondary consolidation, the initial creep speed influences the forecast of settlements and of excess pore pressure dissipation. Des relations rhéologiques exprimées par des families d'isotaches de déformation sont introduites dans le système combine d'équations d'équilibre et de diffusion, de sorte qu'à n'importe quel moment pendant la consolidation les vitesses de déformation sont compatibles avec les isotaches de déformation. Les corps de terre à deformation plane sont discrétisés par le réseau d'éléments finis tri-angulaires à douze degrés de liberte. Lorsque les pressions interstitielles s'approchent de zéro pendant les dernieres phases de la consolidation primaire la procédure cesse de donner des résultats fiables. Le développement ultérieur des déplace-ments peut se calculer avec l'hypothese que la consolidation secondaire se produit à contrainte effective constante. Le programme de calcul correspondant a été appliqué aux conditions géologiques, limites et de drainage d'un remblai d'essai construit sur des sols marécageux trés mous. Les résultats ont été comparés avec des mesures in situ des pressions interstitielles et des déplacements. La comparaison prouve que la solution combinée adoptée représente un outil efficace pour prédire le comportement des sols non-visqueux chargés par des remblais routiers. Dans les sols qui subissent les effets d'une telle consolidation secondaire la vitesse de fluage initiate influence de façon impor-tante la prédiction des tassements et de la dissipation de l'excédent de pression interstitielle.
Measurements of the permeability of London Clay using a self-boring permeameter
Authors: Chandler R. J. , Leroueil S. , Trenter N. A. 
Published: October 2009

The coefficient of permeability of the London Clay at Bradwell, Essex, has been measured using various methods, including a self-boring permeameter. The results are compared with in situ permeability measurements made using conventional borehole piezometer techniques, and with laboratory permeability determinations. The self-boring permeameter can be successfully used in stiff clays, and the self-boring technique has potential advantages over the conventional in situ method that uses borehole piezometers. Laboratory samples show that the ratio of horizontal to vertical permeability of the London Clay at the site is approximately 2. The in situ horizontal permeability measured with the self-boring permeameter is about four times that measured on 51 mm dia. laboratory samples. Le coefficient de perméabilité de l'argile de Londres à Bradwell (Essex) fut mesuré par plusieurs méthodes, y compris l'emploi d'un pérmeamètre autoforeur. L'article compare les résultats avec des mesures de perméabilité effectuées à l'aide des techniques traditionnelles employant des piézomètres dans des trous de forage, accompagnées de déterminations de perméabilité faites dans le laboratoire. On démontre que le perméamètre autoforeur peut s'utiliser effectivement dans des argiles raides et que la technique d'autoforage possède des avantages potentiels par rapport à la méthode traditionnellement employée en place en utilisant des piézomètres dans des trous de forage. Des échantillons de laboratoire indiquent que sur cet emplacement la perméabilité horizontale de l'argile de Londres à une valeur à peu près deux fois supérieure à celle de la permeabilite verticale. La perméabilité horizontale mesurée à l'aide du perméamètre autoforeur a une valeur approximativement quatre fois supérieure à celle mesurée sur des échantillons de laboratoire ayant un diametre de 51 mm.
A simplified finite element analysis of wave-induced effective stresses and pore pressures in permeable sea beds
Authors: Gatmiri B. 
Published: October 2009

The wave-induced pore pressures and effective stresses in a saturated submarine sediment are treated by means of the finite element method. By using the general theory of behaviour of the saturated poro-elastic media presented by Biot (1972, 1973), field equations of motion are established. By introducing a valid approximation for very slow phenomena, the full formulation is simplified and the well-known equations of consolidation are obtained. Stability conditions and accuracy of the process of solution are discussed. A verification of the written finite element program is made by a comparative study with the infinite depth solution given by Yamamoto (1978) and Madsen (1978). The effects of bed thickness, permeability and soil stiffness on the wave-induced pore pressures, effective normal stresses, shear stresses, horizontal and vertical displacement at the mud line and with depth are investigated by various examples. The response of a heterogeneous sea bed to a harmonic wave loading is compared with a homogeneous case. As an example of application, the vertical distribution of wave-induced pore pressures and effective stresses within the submarine sediments limited by a sloping surface are considered. La méthode par éléments finis est employée pour traiter les pressions interstitielles induites par les vagues et les contraintes effectives dans un sédiment saturé sous-marin. Les équations de mouvement dans le champ sont établis à l'aide de la théorie générale présentée par Biot (1972, 1973) pour le comportement des matières poroélastiques saturées. La formulation complète est simplifiée et les équations connues de consolidation sont obtenues par l'introduction d'une approximation valable pour des phénomènes très lents. L'article discute les conditions de stabilité et la précision de la méthode de solution. Le programme écrit en elements finis est vérifié par moyen d'une comparaison avec la solution à profondeur infinie donnée par Yamamoto (1978) et Madsen (1978). Des examples sont donnés pour étudier les effets de l'epaisseur de la couche, de ia perméabilité et de la rigidité du sol sur les pressions interstitielles induites par les vagues, les contraintes normales effectives, les contraintes de cisaillement et le déplacement horizontal et vertical à la surface du fonds marin et avec la profondeur. La réponse d'un fonds marin hétérogène au chargement harmonique par les vagues est comparée avec un cas homogène. L'article présente comme exemple pratique d'application la distribution verticale des pressions interstitielles induites par les vagues et des contraintes effectives à l'intérieur de sédiments sous-marins limités par une surface en pente.
Effect of recent stress history on the stiffness of overconsolidated soil
Authors: Atkinson J. H. , Richardson D. , Stallebrass S. E. 
Published: October 2009

The stress-strain behaviour of overconsolidated soil is non-linear and the stiffiiess depends on the current state and stress history. In addition to the overall stress history which is best described by the overconsolidation ratio, the recent stress history- either a sudden change in the direction of the stress path or a period of time at a constant stress state-has a major effect on subsequent stiffiiess. The effects of a change in the direction of the loading path on the stiffness of overconsolidated soil were examined in laboratory stress path tests on reconstituted samples of London Clay. Further tests were carried out on reconstituted samples of other soils with a range of plasticities. The test results showed that the behaviour of over-consolidated soil is largely inelastic and highly nonlinear, and that the recent history has a major effect on the subsequent stiffiiess, particularly for relatively small changes of stress or strain. For reconstituted samples of London Clay the stiffiiess near the start of a loading path was found to vary by up to an order of magnitude following different rotations of the stress path. For other soils with lower plasticities the variations were smaller but still significant. Le comportement contrainte-déformation d'un sol surconsolidé est non-linéaire et al rigidité dépend de l'etat existant et de l'historique des contraintes. En addition à l'historique général des contraintes, qui est le mieux representé le rapport de surconsolidation, l'historique recent des contraintessait un changement abrupt dans la direction du chemin des contraintes sait une période de temps dans un état de contrainte constante-a un eftet primordial sur la rigidité ultérieure. Les effets d'un changement dans la direction du chemin de chargement sur la rigidité du sol surconsolidé ont été examinés au cours des essais concernant les chemins des contraintes effectués en le laboratoire sur des échantillons reconstitute d'argile de Londres. D'autres essais ont été effectués sur des échantillons d'autres sols avec diverses de plasticites. Les résultats des essais montrèrent que le comportement du sol surconsolidé est en grande partie non-élastique et très non-linéaire et que l'historique récent a un effet primordial sur la rigidité ultérieure, particulièrement pour des changements relativement petits de la tension ou de la contrainte. On trouvé que pour des èchantillons reconstitués d'argile de Londres la rigidité dans le voisinage d'un chemin de chargement variait jusqu'à un ordre de grandeur siuvant les differentes rotations du chemin des contraintes. Pour d'autres sols ayant des plasticités inférieures les variations étaient moins grandes mais encore significatives.
A numerical model for pressuremeter testing in soft rock
Authors: Haberfield C. M. , Johnson I. W. 
Published: October 2009

A finite element model which describes the performance of the pressuremeter in soft rocks is presented. Unlike existing models which incorporate only a shear failure, this model also allows for failure in tension. The tensile failure can occur as a result of high tensile circumferential stresses which may be induced around the pressuremeter probe as it is expanded. The tensile failure takes the form of cracks which initiate at the cavity wall and propagate into the surrounding material. The accuracy of the model is tested by applying it to a number of pressuremeter simulation tests which were carried out on a soft rock in the laboratory. The implications of the results obtained from the model are discussed and it is suggested that new methods of interpretation may be necessary if realistic properties are to be obtained from pressuremeter testing in soft rock. L'article présente un modèle à éléments finis qui décrit le comportement du pressiomètre dans des rochers tendres. Les modèles conventionnels n'incorporent que la rupture au cisaillement, tandis que ce modele permit de prendre en compte la rupture sous traction le type le rupture peut reśulter des contraintes élevées circonferéntielles de traction éventuellement induites autour de la sonde du pressiomètre pendant son expansion. La rupture en traction prend la forme de fissures qui commencent a la paroi de la cavité et se propagent dans la matière environnante. La précision du modèle fut testée au cours de quelques essais de simulation effectués par le pressiomètre dans du rocher tendre en laboratoire. L'article discute les implications des résultats obtenus à partir du modèle et indique la possibilité que de nouvelles méthodes d'interprétation puissent être nécessaires pour obtenir des propriétés réalistes à partir d'essais au pressiomètre dans du rocher tendre.
Using fractals to model soil fabric
Authors: Moore C. A. , Krepfl M. 
Published: October 2009

Fractal principles provide a powerful tool for rep resenting seemingly chaotic situations using deterministic mathematics. As such, they are ideally suited to describing soil fabric. This Paper describes the principles upon which fractal mathematics are based, and formulates an algorithm that can be used to generate two- and three-dimensional representations of soil fabric. Specific examples that realistically replicate typical soil fabrics are presented. Les principes fractaux fournissent un instrument trés efftcace pour la représentation des situations apparemment chaotiques à I'aide de la mathématique déterministe. Ainsi ils conviennent parfaitement pour décire la fabrique des sols. Cet article démontre les principes sur lesquels la mathéma-tique fractale est baksée et présente un algorithme qui peut s'employer pour générer des représentations bidimensionnelles et tridimensionnelles de la fabrique des sols. L'article donne des exemples spécifiques qui reproduisent de façon réaliste des fabriques de sol typiques.
Cryogenic properties of soils and rocks 1. Anomalous behaviour of water
Authors: Quinn F. X. , Weldon V. L. , McBrierty V. J. , Kruijsen A. A. T. J. J. M. , Unsworth J. F. 
Published: October 2009

The assessment of possible underground storage sites for cryogenic liquefied gases requires detailed information on the low-temperature response of the candidate soils or rocks, which are inevitably saturated with water. These soils or rocks are complex multiphase systems in which there are different water types behaving abnormally. Nuclear magnetic resonance (NMR) and differential scanning calorimetry (DSC) data are reported for a range of soils and rocks, the combined analysis of which yields detailed and pertinent information on the behaviour of the distinguishable types of water present in a range of geologically interesting host matrices. L'analyse des emplacements possibles pour le stockage souterrain des gaz cryogéniques liquéfiés exige l'obtention de renseignements concernant la réponse à basse température des sols ou des rochers considérés, qui sont toujours saturés d'eau. Ces sols ou rochers représentent des systèmes complexes à phases multiples contenant différents types d'eau qui se comportent de façon anormale. L'article présente des données de résonance magnétique nucléaire et de calorimétrie par analyse différentielle pour une gamme de sols et de rochers, dont l'analyse combinée fournit des renseignements détaillés et significatifs sur le comportement des différents types d'eau présents dans nombre de matrices d'intérêt géologique.
Conduction phenomena: from theory to geotechnical practice
Authors: Mitchell J. K. 
Published: October 2009

Virtually all geotechnical problems involve the flow of fluids, chemicals and energy. A current review of the types of direct and coupled flow through soil is given and assessment of their significance in geotechnical practice is made. Darcy's, Fourier's, Ohm's and Fick's laws provide a suitable practical basis for the analysis of water, heat, electrical and chemical flows due to gradients of the same type. Prolonged application of gradients of the different types can cause significant changes in the state and properties of a soil, and flows through it. The quantification of coupled flows is most easily done by direct measurement of coupling coefficients when only two types of flow are important. The application of irreversible thermodynamics is useful for quantification of flows in more complex systems. Relationships are provided for the expression of coupling coefficients in terms of directly measurable soil parameters such as hydraulic conductivity. Coupled fluid flows due to electrical and chemical gradients are significant relative to direct hydraulic flows in soils having hydraulic conductivity values less than 1 × 10−9 m/s. Thermally driven fluid flows are important only in partly saturated soils. Applications of the concepts and theoretical developments are given. Pratiquement tous les problèmes géotechniques concernent l'écoulement de fluides, de matières chimiques et d'énergie. Les types d'écoulement direct et couplé sont passés en revue et leur intérêt pour la géotechnique pratique est évaluée. Les lois de Darcy, de Fourier, d'Ohm et de Fick fournissent une base pratique convenable pour l'analyse des écoulements aquatique, thermique, électrique et chimique provoqués par des gradients du même type. Une application de longue durée de divers types de gradient peut entraîner des changements importants dans l'état et les propriétés d'un sol aussi bien que dans les écoulements à travers le sol. La façon la meilleure de quantifier les écoulements couplés est de mesurer directement les coefficients de couplage là où seulement deux types d'écoulement sont d'importance. L'emploi de la thermodynamique irréversible est utile pour quantifier les écoulements dans des systèmes plus complexes. Des relations sont présentées pour exprimer les coefficients de couplage par des paramètres des sols, tels que la conductibilité hydraulique, qu'on peut mesurer de façon directe. Les écoulements couplés de fluides causés par des gradients électriques et chimiques sont significatifs pour les écoulements hydrauliques directs dans des sols ayant des valeurs de conductibilité hydraulique inférieures à 1 × 10−9 m/s. Les écoulements de fluides dus à la chaleur ne sont d'importance que dans des sols partiellement saturés. Des concepts et des développements théoriques sont présentés dans l'article.
Behaviour of clayey sands under undrained cyclic triaxial loading
Authors: Georgiannou V. N. , Hight D. W. , Burland J. B. 
Published: October 2009

The response of two clayey sands to undrained cyclic triaxial loading is described. Both the stress history and the cyclic stress level have been varied. The behaviour is compared with that observed for the clayey sands tested under monotonic loading. Effective stress paths for the normally consolidated soils loaded monotonically in triaxial compression and extension are shown to form a hounding envelope which determines the pattern of behaviour under cyclic loading. A threshold strain is identified, below which cyclic straining results in stable behaviour. Above the threshold strain, pore pressures and strains accumulate under cyclic loading at a rate that increases as the effective stress state approaches the bounding envelope. On reaching the bounding envelope in triaxial compression, the clayey sands strain-soften. On reaching the bounding envelope in triaxial extension, there is liquefaction. L'article décrit la réponse de deux sables argileux au chargement triaxial cyclique non-drainé On a fait varié I'histoire des contraintes et le niveau de contrainte cyclique. Le comportement des sables fut cornparé avec celui observb dans le cas de sables argileux testés sous chargement monotone. On démontre que les chemins de contraintes effectives pour les sols nomalement consolidés et chargés de façon monotone en compression et en extension triaxiales forment une enveloppe limite qui determine le type de comportement sous chargement cyclique. Une contrainte de seuil fut identifike au-dessous de laquelle le comportement stable malgré les contraintes cycliques. Au-dessus de la contrainte de seuil les pressions interstitielles et les contraintes s'accumulent sous chargement cyclique à une vitesse qui s'augmente au fur et à mesure que l'état de contrainte effective s'approche de l'enveloppe limite. Lorsqu’ils atteignent I'enveloppe limite en compression triaxiale les sables argileux se ramollisent. La liqukfaction a lieu lorsque I'enveloppe limite est atteinte en extension triaxiale.