Drained principal stress rotation in saturated sand

Abstract

An investigation into the effects of drained principal stress rotation on the behaviour of a saturated medium-loose sand is described. Using a hollow cylinder apparatus the principal stress directions were rotated both at a constant shear stress and under an increasing shear stress during drained monotonic loading to failure. The experimental results are presented. The findings are used to support the notion that a bounding surface, defined by tests with fixed principal stress orientations, can be used to make a qualitative prediction of drained and undrained behaviour during monotonic loading to failure which includes rotation of principal stress directions. The bounding surface conveys the importance of both anisotropy in determining strength and the direction of principal stress rotation in determining the magnitude of volumetric strains or pore pressures which develop. The findings concerning the bounding surface apply to a medium-loose sand which has a well-defined con-tractant region. Strains which developed before principal stress rotation were small (γoct < 0·2%). L'article décrit une étude des éffets de la rotation de la contrainte principale dans l'état non-drainé sur le comportement d'un sable saturé moyenne-ment lâche. Les directions principales de contrainte furent déplacées grâce à un appareil à cylindre creux sous une contrainte de cisaillement constante et croissante pendant le chargement monotone jusqu'à la rupture. Les résultats expérimentaux suggérent qu'une surface limite peut s'employer pour prédire de facon qualitative le comportement drainé et non-drainé pendant le chargement monotone jusque'à la rupture, lequel comprend la rotation des directions principales de contrainte. La surface limite souligne l'importance de I'anisotropie pour déterminer la résistance et de la rotation de la contrainte principale dans la détermination de la valeur des déformations volumétriques ou des pressions interstitielles qui se développent. Les données concernant la surface limitante s'appliquent à un sable moyennement lâche ayant une zone de contraction clairement dé-finie. Les déformations se développant antérieure ment à la rotation de la contrainte principale étaient de moindre importance (γoct < 0·2%).