Experimental analyses of the behaviour of saturated granular materials during axisymmetric proportional strain paths

Abstract

Instability of granular materials is usually studied using undrained triaxial compression tests or constant shear drained tests. These tests are usually performed on fully undrained or fully drained samples respectively. In this paper, experimental investigations of the behaviour of loose saturated sand under proportional strain paths performed by imposing a partial drainage condition are presented. Partially drained conditions observed in situ are due to potential pore pressure variations. Different drainage condition changes can lead to different stress–strain responses, and it is shown that the strength mobilisation for expansive drainage conditions is lower than what is usually obtained for undrained conditions. The stability analyses based on experimental results have shown that the second order work criterion, rewritten using the relevant control parameters, is a good tool to investigate the onset of instability.

L’étude des instabilités dans les milieux granulaires est souvent menée en utilisant des résultats d’essais triaxiaux de compression non-drainés ou des essais à contrainte déviatoire constante. Ces essais sont réalisés respectivement en condition totalement non-drainée ou totalement drainée. Nous présentons dans cet article une étude expérimentale réalisée sur sable d’Hostun lâche saturé sous chargement proportionnel en déformation en imposant un drainage partiel. Ce drainage partiel est dû à une augmentation de pression interstitielle et reproduit des conditions in situ. Ces différentes conditions de drainage conduisent à des réponses contraintes-déformations différentes et l’on montre que la résistance mobilisée dans le cas d’un essai à dilatance imposée est inférieure à celle classiquement obtenue durant les essais non-drainés. L’analyse de stabilité réalisée en utilisant les résultats expérimentaux montre clairement que le critère du travail de second ordre, réécrit en utilisant les variables de contrôles adéquates, est un indicateur pertinent pour l’étude du déclenchement de l’instabilité.

Keywords:

• triaxial test
• proportional strain test
• instability
• second order work criterion
• static liquefaction

Mots-clés:

• essais triaxiaux
• essais proportionnels en déformation
• critère du travail de second ordre
• liquéfaction statique