Some Experiments on the Influence of Strain conditions on the Strength of Sand

Abstract

Synopsis The Paper describes briefly the plane strain apparatus developed at Imperial College, London, and the techniques employed to prepare and test specimens of sand. The characteristics of Brasted sand sheared under plane strain conditions are described and it is noted that the value of the intermediate principal stress in plane strain is considerably less than one-half the sum of the other two principal stresses. The drained strengths of Brasted sand in plane strain compression tests are compared with strengths measured in triaxial tests at the same placement density. The strength-density curves have the same general shape but the plane strain strengths are always higher, the differences in strength increasing progressively from about ½° in loose sand to more than 4° in the densest specimens tested. On the other hand, triaxial compression and extension tests agree approximately to a common strength-density curve. The ultimate strengths measured in plane strain compression tests are constant, irrespective of placement density, and have approximately the same value as those measured in triaxial compression tests. The development of strength in an intergranular structure is discussed and it is concluded that the strain condition is a major factor influencing the strength of sands. L'article décrit brièvement l'appareil de déformation de plan développé au Collège Impérial de Londres et les techniques employées pour préparer et essayer les échantillons de sable. Les caractéristiques du sable de Brasted cisaillé dans des conditions de déformation de plan y sont décrites et on remarque que la valeur de tension intermédiaire principale est beaucoup moindre que la demi-somme des deux autres tensions principales. On compare les résistances drainées de sable de Brasted dans les essais de compression de déformation de plan avec les résistances mesurées dans les essais triaxiaux à la même densité lors de la mise en oeuvre. Les courbes résistance-densité ont la même forme générale mais les résistance de déformation de plan sont toujours plus hautes, les différences de résistance augmentant progressivement d'environ ½° dans le sable meuble à plus de 4° dans les échantillons essayés les plus denses. D'autre part, la compression triaxiale et les essais d'extension s'accordent approximativement avec la courbe commune résistance-densité. Les résistances finales mesurées dans les essais de compression de déformation de plan sont constantes, irrespectivement de la densité lors de la mise en oeuvre, et elles ont approximativement la même valeur que celles mesurées dans des essais de compression triaxiales. On discute le développement de la résistance dans une structure granulaire par gradations et on conclut que la condition de déformation est un facteur primordial influençant résistance des sables.