Time-dependent behaviour of compacted clays in tension and compression

Abstract

For a better understanding of the performance of earth and earth-supported structures, especially earth dams, it is essential to define and evaluate variables that determine the deformability of soils and the extent to which these variables are time-dependent. The Paper describes the observed time-dependent behaviour of two compacted clays subject to pure bending (stress gradient), uniaxial tension and uniaxial compression. It is shown that time of loading significantly influences the deformation behaviour of compacted soils especially under stress gradient conditions. It has already been established that time of loading affects the strength and failure strain of various soils differently when subject to compression. This observation also seems to be valid for clays tested under stress gradient conditions. This may prove of value in connection with the design of clay cores of earth dams and it throws an interesting light on the behaviour of compacted cores where stress gradients could cause cracking with time. The increase with time of flexural strength and tensile strain at failure of compacted clays is considered to be influenced by many variables of which the important ones are the moisture content and the nature and amount of clay but more work is needed to investigate this aspect. A pair of equations is required to describe the observed creep effects under stress gradient. Pour mieux comprendre le comportement d'ouvrages en terre et d'ouvrages supportés par la terre, notamment les barrages en terre, il est indispensable de définir et évaluer des variables qui déterminent la déformabilité des sols, ainsi que la mesure dans laquelle ces variables sont fonction du temps. L'article décrit les observations faites sur le comportement en fonction du temps de deux argiles compactées soumises à une flexion simple (gradient de contrainte), une tension uniaxiale et une compression uniaxiale. Selon ces observations, le temps de chargement a une influence considérable sur le comportement de déformation de sols compactés particulièrement dans des conditions de gradients de contrainte. On sait déjà que le temps de chargement affecte la résistance et la déformation à la rupture de divers sols d'une facon différente lorsqu'ils sont soumis à une compression. II semble que cette observation s'applique également aux argiles essayées dans des conditions de gradients de contrainte. Ces constatations pourraient s'avérer intéressantes en ce qui concerne la conception de noyaux en argile de barrages en terre et fournissent, d'autre part, des renseignements précieux sur le comportement de noyaux compactés dans lesquels les gradients de contrainte pourraient provoquer, avec le temps, une fissuration. On admet que l'accroissement ou la réduction, en fonction du temps, de la résistance à la flexion et de la déformation, due à la traction, à la rupture d'argiles compactées sont influencés par un grand nombre de variables dont les plus importantes sont, d'une part, la teneur en eau et, d'autre part, la quantité d'argile et sa nature; cependant, d'autres travaux seront nécessaires pour élucider cette question. II faudra élaborer une paire d'équations pour décrire les effets de fluage observés dans des conditions de gradients de contrainte.