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Capillary-based effective stress formulation for predicting shear strength of unsaturated soils
Maintes études ont démontré que la résistance au cisaillement des sols non saturés peut être définie en termes de contrainte effective. La difficulté de cette approche réside dans la détermination du paramètre de contrainte effective, ou paramètre de Bishop. Bien qu’il soit souvent considéré égal au degré de saturation, certaines études récentes considèrent que le paramètre de contrainte effective devrait être relié à un degré de saturation effectif, qui définit la fraction d’eau contribuant à la résistance du sol. Il s’avère toutefois difficile de différencier la fraction d’eau qui contribue à la résistance de celle ne contribuant pas à la résistance. Afin de surmonter cette difficulté, cet article utilise des considérations théoriques et des observations empiriques afin de séparer la fonction de rétention d’eau en composantes capillaire et d’adsorption. Le paramètre de contrainte effective est alors uniquement relié à la composante capillaire de la fonction de rétention d’eau, car l’eau adsorbée à la surface des particules solides ne devrait pas contribuer à la résistance du sol. L’analyse de nombreux résultats démontre que cette définition du paramètre de contrainte effective procure un très bon accord entre les observations et les prédictions de la résistance au cisaillement d’une variété de types de sols.
A number of investigations have shown that the shear strength of unsaturated soils can be defined in terms of effective stress. The difficulty in this approach lies in quantifying the effective stress parameter, or Bishop’s parameter. Although often set equal to the degree of saturation, it has recently been suggested that the effective stress parameter should be related to an effective degree of saturation, which defines the fraction of water that contributes to soil strength. A problematic element in this approach resides in differentiating the water that contributes to soil strength from that which does not contribute to soil strength. To address this difficulty, the paper uses theoretical considerations and experimental observations to partition the water retention function into capillary and adsorptive components. Given that the thin liquid films of adsorbed water should not contribute to effective stress, the effective stress parameter is solely related to the capillary component of water retention. In sample calculations, this alternative effective stress parameter provided very good agreement with experimental data of shear strength for a variety of soil types.
Capillary-based effective stress formulation for predicting shear strength of unsaturated soils
Maintes études ont démontré que la résistance au cisaillement des sols non saturés peut être définie en termes de contrainte effective. La difficulté de cette approche réside dans la détermination du paramètre de contrainte effective, ou paramètre de Bishop. Bien qu’il soit souvent considéré égal au degré de saturation, certaines études récentes considèrent que le paramètre de contrainte effective devrait être relié à un degré de saturation effectif, qui définit la fraction d’eau contribuant à la résistance du sol. Il s’avère toutefois difficile de différencier la fraction d’eau qui contribue à la résistance de celle ne contribuant pas à la résistance. Afin de surmonter cette difficulté, cet article utilise des considérations théoriques et des observations empiriques afin de séparer la fonction de rétention d’eau en composantes capillaire et d’adsorption. Le paramètre de contrainte effective est alors uniquement relié à la composante capillaire de la fonction de rétention d’eau, car l’eau adsorbée à la surface des particules solides ne devrait pas contribuer à la résistance du sol. L’analyse de nombreux résultats démontre que cette définition du paramètre de contrainte effective procure un très bon accord entre les observations et les prédictions de la résistance au cisaillement d’une variété de types de sols.
A number of investigations have shown that the shear strength of unsaturated soils can be defined in terms of effective stress. The difficulty in this approach lies in quantifying the effective stress parameter, or Bishop’s parameter. Although often set equal to the degree of saturation, it has recently been suggested that the effective stress parameter should be related to an effective degree of saturation, which defines the fraction of water that contributes to soil strength. A problematic element in this approach resides in differentiating the water that contributes to soil strength from that which does not contribute to soil strength. To address this difficulty, the paper uses theoretical considerations and experimental observations to partition the water retention function into capillary and adsorptive components. Given that the thin liquid films of adsorbed water should not contribute to effective stress, the effective stress parameter is solely related to the capillary component of water retention. In sample calculations, this alternative effective stress parameter provided very good agreement with experimental data of shear strength for a variety of soil types.
Capillary-based effective stress formulation for predicting shear strength of unsaturated soils
Konrad, Jean-Marie (author) / Lebeau, Marc
2015
Article (Journal)
English
Soil adsorption , effective stress , Shear strength of soils , succion , Observations , Shear strength , résistance au cisaillement , shear strength , suction , contrainte effective , constitutive relations , saturation partielle , Shear stresses , partial saturation , relations constitutives , Soils
Capillary-based effective stress formulation for predicting shear strength of unsaturated soils
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