The Sensitivity of Clays

Abstract

Synopsis The sensitivity of clays is defined as the ratio of their undisturbed and remoulded strengths, and varies from about 1·O for heavily over-consolidated clays to values of over 100 for the so-called extrasensitive or “quick” clays. As a result of experimental work it is shown that thixotropy can account for low or medium sensitivity but not for high sensitivity. Both laboratory and field evidence, however, show that a reduction in the salt concentration in the pore water, caused by leaching clays of marine or estuarine origin, can result in high sensitivities. Moreover, of the small number of clays so far investigated, those which have not been leached are found to exhibit only low or medium sensitivities of the order of magnitude explicable in terms of thixotropy. But it is, nevertheless, not suggested that leaching is the sole cause of high sensitivity and other possibilities are briefly discussed. Reasons are given, supported by experimental work, for the insensitivity of heavily overconsolidated clays with water contents approximating to the plastic limit. A result of particular interest from the scientific point of view is that the water content and undisturbed strength of a clay remain unaltered by learhing, although the liquid limit and remoulded strength are appreciably reduced. It is suggested that this implies effectively “solid” contact between the particles of an undisturbed clay' Finally some evidence is given which indicates that the fissured structure present in many clays may be due to syneresis. La sensitivité des argiles est définie comme étant le rapport entre leur résistance à l'état brut et leur résistance après remoulage, et varie de 1,0, environ, pour les argiles trop fortement tassées, jusqu'à des valeurs de plus de 100 pour des argiles dites extrasensitives ou “sables mouvants”. A la suite de travaux d'expérience, on montre que la thixotropie peut entre en ligne de compte pour les basses ou moyennes de sensitivités, mais non pas pour les fortes sensitivités. Cependant, les travaux de laboratoire et sur les lieux montrent qu'une réduction de la concentration en se1 dans l'eau de porosité, causée par le lavage des argiles d'origine maritime ou alluvionaire, peut provoquer de fortes sensitivités. Qui plus est, du petit nombre d'argiles qui ont fait l'objet de recherches jusqu'à maintenant, celles qui n'ont pas été lavées n'ont présenté seulement que des sensitivités faibles ou moyennes de l'ordre de grandeur explicable en fonction de la thixotropie. Cependant, il n'est pas suggéré que le lavage soit la seule cause de haute sensitivité et d'autres possibilités font l'objet d'une discution rapide. On donne des raisons, s'appuyant sur des travaux expénmentaux, pour le manque de sensitivité des argiles trop fortement tassées dont la teneur en eau approche la limite plastique. Un résultat d'un intérêt tout particulier du point de vue scientifique est que la teneur en eau et la résistance à l'état brut restent inchangées par le lavage, alors que la limite liquide et la résistance après remoulage soient sensiblement réduites. II est suggéré que ceci signifie qu'il y ait un contact “solide” effectif entre les particules d'une argile à l'état brut et s'oppose à la théorie communément acceptée que les particules sont séparées par des couches relativement épaisses d'eau adsorbée. Finalement il est donné des preuves qui indiquent que la structure fissurée qui se rencontre dans beaucoup d'argiles puisse être due à une synérèse.