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Single-particle crushing tests have been carried out on the component minerals of a sand and the results have been compared statistically with those obtained for individually marked particles placed in triaxial samples and then subjected to isotropic consolidation and shear tests. The single-particle crushing strength was defined for breakage of asperities and for whole-particle fracture. The results were analysed and compared using particle survival probability curves. Maximum characteristic stresses were estimated for the individual particles embedded in the test specimens using a simplified analysis and then survival probabilities at these stress levels were abstracted from the curves for the single-particle tests. A statistical comparison with the observed particle breakages showed good agreement. A particle breakage factor was defined in terms of the evolution of the particle size grading curve with respect to the smallest particle size and related to the survival probability curve for the breakage of asperities. The degree of crushing as measured by the change in particle size distribution curves seems to be related to the size of the yield surface, with larger evolved yield surfaces causing more particle breakage. Nous avons réalisé des essais de broyage à une seule particule sur les minéraux composant un sable et nous avons comparé les résultats de maniére statistique avec ceux obtenus pour des particules marquées individuellement et placées dans des échantillons sur trois axes puffs soumis à une consolidation isotrope et à des essais de cisaillement. Nous avons défini la résistance à écrasement des particules seules pour la fracture des aspériés et pour la fracture de toute la particule. Nous avons analysé les résultats et les avons comparés en utilisant des courbes de probabilité de survie des particules. Nous avons évalué des contraintes caractéristiques maximum pour les particules individuelles enfouies dans les spé cimens d’essai en utilisant une analyse simplifiée ; ensuite, nous avons soustrait de ces courbes les probabilités de survie à ces niveaux de contrainte pour les essais à une seule particule. Une comparaison statistique avec les fractures de particules observées montrait une bonne concordance. Nous avons défini un facteur de fracture de particule en termes d’évolution de la courbe de graduation des particules par rapport à la plus petite pardcule et relativement à la courbe de probabilité de survie pour la fracture des aspériés. Le degré de broyage mesuré par le changement des courbes de distribution des dimensions de particules semble tÊtre lié à la taille de la surface de fiéchissement, les surfaces les plus grandes causant davantage de fracture de particule.

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The occurrence and formation of crushable soils is a widespread phenomenon. Warm tropical seas give rise to deep deposits of biogenic skeletal sediments in coastal shelf areas, or exposed granitic intrusions are subjected to deep weathering resulting in decomposition. The end-bearing capacity of piles in crushable soils is important for the design of foundations in these diverse soils, but the analysis of foundations in these soils is problematic due to their compressibility and highly curved Mohr–Coulomb failure envelopes. The use of the spherical cavity expansion method offers potential for a better prediction of end-bearing capacities by taking into account soil crushability and the decrease of friction angle with increasing mean normal stress. A formula relating end-bearing pressure to the pressure to expand a cavity and the soil secant friction angle has been developed, which refines and simplifies Vesic's original equations. However, the actual model pile settlement ratio at which the predicted cavity expansion values were reached increased with soil crushability and decreased with increasing relative density. A simple linear relationship has been proposed between a soil compressibility index Cp and the pile settlement ratio at which the bearing capacity predicted by the theoretical cavity expansion method is mobilized. KEYWORDS: calcareous soils: laboratory tests; model tests; offshore engineering; piles; sands. Les sols compressibles sont des formations très répandues. Its se forment dans les mers chaudes tropicales qui favorisent le dépôt de sédiments biogéniques profonds dans les zones de plate-forme côtière, ou proviennent de l'altération profonde de granites intrusifs affleurants se traduisant par une décomposition du matériau. La capacité portante en pointe des pieux devient done un paramètre primordial pour la conception de fondations dans ce type de sols. Toute analyse de fondations dans ce type de sols pose cependant des problèmes en raison de la compressibilité et des enveloppes de rupture de Mohr–Coulomb très incurvées de ces sols. La méthode par expansion d'une cavité sphérique est susceptible de permettre une meilleure prévision de la capacité portane en pointe puisqu'elle prend en compte la compressibilité du sol et al diminution de l'angle de frottement lorsque la contrainte normale moyenne augmente. Une équation, plus simple que les équations de Vesic, a été établie entre la pression en pointe, la pression d'expansion d'une cavité et l'angle de frottement tangential du sol. Cependent, avec notre modèle de pieux actuel, les valeurs de tassement, correspondant aux valeurs prévisionnelles de l'essai d'expansion de cavité, augmentent avec la compressibilité du sol et diminuent lorsque la densité relative augmente. On propose une relation linéaire simple entre l'indice de compressibilité Cpdu sol et le tassement des pieux pour lequel la capacité portante prevue par la méthode d'expansion d'une cavité théorique est mobilisée.

Crushable soils when sheared in a dense state have stress paths which are similar to those for loose, hard-grained sands; however, because of their angular nature they do not liquefy as easily under cyclic loading. In the Hyogo-ken Nambu, 1995, earthquake, there was widespread liquefaction of land areas reclaimed from the sea using a crushable, highly angular, decomposed granite soil, Masado, which was previously regarded as a high-quality fill material with little risk of liquefaction in earthquakes. Results are presented from monotonic and cyclic triaxial tests on three types of crushable soil, namely Masado, Shirasu volcanic sand and Dogs Bay carbonate sand, together with standard silica Toyoura sand, to establish liquefaction criteria which can be applied not only to hard-grained silica sands but also to more angular crushable sands. In monotonic triaxial testing the stress paths passed through a point of phase transformation, with each material exhibiting large strains after this point. Normalization of the stress—strain curves and stress paths with respect to the effective consolidation stress brought the phase transformation points closer together. For loose soil, liquefaction failure occurred, while for dense sand cyclic mobility was evident, where the stress path cycled through or close to zero-p' conditions while the cyclic axial strain increased at a steady rate to large values. The liquefaction strength was defined in terms of the number of cycles to cause a double-amplitude strain of 5%, for both types of failure. A relationship was established between the normalized deviator stress required to cause liquefaction failure after 20 cycles and the normalized phase transformation strength obtained from monotonic tests. This relationship was independent of relative density and type of material. Les sols concassables, quand Us sont cisaillés à ľétat dense, ont des parcours de contrainte qui sont similaires à ceux des sables boulants à grains durs mais en raison de leur nature angulaire, Us ne se liquéfient pas aussi facilement souscharge cyclique. Lors du tremblement de terre de Hyogoken Nambu en 1995, it šest produit une liquéfaction très étendue des zones de terre regagnées sur la mer en ut lisant un sol de granite décomposé trèos angulaire et concassable, le Masado, qui était auparavant considéré comme un matériau de remplissage de haute qualité présentant pen de risque de liquéfaction lors ďun séisme. Nous présentons ici les résultats ďessais tri-axaux monotones et cycliques sur trois types de sol concassable: le Masado, le sable volcanique de Shirasu et le sable carbonaté de Dogs Bay ainsi que le sable quartzeux normal de Toyoura afin ďétablir les critères de liquéfaction qui peuvent être appliqués non seulment à des sables quartzeux à grains durs mais aussi à des sables concassables plus angulaires. Dans les essais tri-axaux monotones, les parcours de contrainte passent par un point de transformation de phase après lequel chaque matériau montre de fortes déformations. La normalisation des courbes de déformation dues aux contraintes et des parcours de contrainte par rapport à la contrainte de consolidation effective, a rapproché les points de transformation de phase. Pour les sol boulants, it se produit un défaut de liquéfaction alors que pour les sables denses, la mobilité cyclique est évidente là où le parcours de contrainte approche de zéro pour la valeur p' alors que la déformation cyclique axiale augmente à un taux régulier pour atteindre de hautes valeurs. Nous définissons la force de liqué faction en termes de nombre de cycles provoquant une déformation de 5% de double amplitude pour les deux types de défaillance. Nous établissons une relation entre la contrainte déviatrice normalisée qui cause la défaillance de liquéfaction après 20 cycles et la résistance de transformation de phase normalisée obtenue après les essais monotones. Cette relation ne dépend pas de la densité relative ni du type de matériau.

Repeated load triaxial tests have been carried out on samples of Keuper marl reconstituted from a slurry. The stress history of each sample was controlled and overconsolidation ratios between 2 and 20 were used. The repeated load tests were carried out undrained and involved the application of cyclic deviator stresses at a frequency of 10 Hz and the work was done in the context of the pavement design problem though the results may well be relevant to other situations such as those occurring beneath off-shore gravity structures. Measurements were made of both permanent and resilient strain and the mean value of pore-pressure. It was shown that even after 106 cycles of stress, failure had not occurred in most of the samples although strains as high as 8% had developed in the more highly overconsolidated cases. Pore-pressures built up to constant positive values for lightly over-consolidated samples within about 104 cycles. For heavily overconsolidated samples, however, negative values were still building up in some cases even after 106 cycles. The results were compared with those obtained from conventional undrained strain controlled tests to failure. While stress history was clearly an important parameter for permanent strain, resilient strain was shown to depend only on the applied stresses. The resilient modulus was shown to be a function of the cyclic deviator stress divided by the initial effective confining stress and this non-linearity in the material was particularly marked at low values of this ratio. Des essais triaxiaux cycliques ont été exécutés sur des échantillons de marne Keuper prélevés à la boue. L'histoire des contraintes de chaque échantillon a été contr&cicr;lée et les rapports de surconsolidation entre 2 et 20 ont été utilisés. Les essais de chargement cycliques ont été effectués non drainés en appliquant des déviateurs cycliques à une fréquence de 10 Hz. Le travail a été réalisé pour des chaussées; pourtant il se peut que les résultats puissent servir à d'autres situations telles que celles se trouvant au-dessous des structures gravitaires au large de la côte. On a mesuré à la fois les contraintes permanentes et résiduelles ainsi que le taux moyen de la pression interstitielle. On démontre que même a partir de 106 cycles d'effort aucune rupture ne s'est produite dans la plupart des échantillons bien que des déformations jusqu'à 8% se soient produites dans les cas les plus accentués de surconsolidation. Des pressions interstitielles se sont augmentées jusqu'à des valeurs constantes positives pour les échantillons légèrement surconsolidés pour 104 cycles environ. Pour les échantillons surconsolidés, cependant, des valeurs négatives se sont produites dans certains cas même apres 106 cycles. Les résultats ont été comparés avec ceux obtenus à partir des essais classiques non drainés poussés à rupture. Tandis que les contraintes anciennes apparaissent clairement comme un paramètre important pour les contraintes déformations permanentes, les déformations élastiques dépendent settlement des efforts appliques. Le module élastique est une fonction du déviateur cyclique divisé par la contrainte triaxiale effective initiale et cette non linéarité dans le matériau est particulièrement marquée pour les faibles valeurs de ce rapport.