Synopsis Hvorslev's equation for the shear strength of clay is shown to define a surface in a space of three variables σ′, e and τ. The progressive yielding of a sample defines a loading path in this space, and the paths taken by samples in differing tests can be correlated if a boundary energy correction is applied. The final portions of all paths then lie in a unique surface, and the paths end at a unique critical voids ratio line. At the critical voids ratio state unlimited deformation can take place while σ′, e and τ remain constant. The two concepts of the existence of such a surface and such a critical voids ratio line are verified by an analysis of results of triaxial tests on a clay. Similar tests on silt and sand also confirm the concepts, although some inaccuracy is inherent in these tests. Finally results of tests on granular media in a simple shear apparatus are presented which confirm closely the applicability of both concepts to the yielding of granular media. On montre que l'équation de Hvorslev sur la force de cisaillement de l'argile détermine une surface dans un espace à trois variables, σ′, e et τ. Le tassement progressif d'un échantillon détermine un parcours de charge dans cet espace, et on peut établir une corrélation entre les parcours pris par les échantillons dans des essais différents sil'on applique une correction de l'énergie limite. Les parties finales de tous les parcours se trouvent alors dans une surface unique, et les parcours se terminent à une ligne critique unique des indices de vide. A l'état critique des indices de vide il peut se produire une déformation illimitée tandis que σ′, e et τ restent constants. Les deux conceptions de l'existence d'une telle surface et d'une telle ligne critique des indices de vide sont vérifiées par une analyse des résultats d'essais triaxiaux d'une argile. Des essais similaires sur du limon et du sable confirment aussi les conceptions, quoique quelque inexactitude soit inhérente à ces essais. Finalement, on présente des résultats d'essais effectués sur des milieux granulaires dans un appareil de cisaillement simple qui confirment exactement l'applicabilité des deux conceptions au tassement des milieux granulaires.

Synopsis The aims, during the past 20 years, of the Cambridge research programme in soil mechanics are outlined. The principal objective is to develop an understanding of the stress–strain behaviour of soils so that reliable predictions can be made concerning their load-deformation characteristics at all working loads, rather than only loads at failure, in practical problems. A superstructure and its foundation can then be designed as a unit. The pressing need for the study of the load-deformation behaviour of soils in mixed boundary value problems at model scale is emphasized. New versatile shear test equipment which can impose a wide range of stress and/or strain paths, together with non-destructive methods of checking the uniformity of the behaviour of specimens, are briefly described. Typical data are presented for one problem, illustrating the variation of the passive pressure on a retaining wall with the displacement of that wall into sand. A revised statement of the Mohr-Coulomb failure criterion is proposed which takes account of the observed evidence that rupture surfaces coincide with zero-extension lines. The relationships of stress with velocity characteristics are discussed and it is indicated how they might be used to determine the load-deflexion behaviour of any structure on or in the soil, even when the soil is not initially uniform. The immediate practical importance of centrifugal model tests is shown briefly. Une esquisse est faite des buts, au cars des 20 dernières années, du programme de recherche de Cambridge relatif à la mécanique du sol. L'objectif principal est de réaliser une compréhension du comportement contrainte-déformation des sols afin que des prévisions sûres puissent être faites sur leurs caractéristiques de charge-déformation pour toutes les charges normales, plutôt que seulement pour les charges à la rupture, pour les problèmes pratiques. Une superstructure et sa fondation peuvent alors être dessinées sous forme d'une seule unité. On souligne le besoin urgent d'une étude du comportement charge-déformation des sols pour des problèmes de valeurs limites mixtes à l'échelle de la maquette. Une brève description est donnée d'un matériel nouveau et souple d'essai au cisaillement qui peut imposer une gamme étendue de trajectoires de contraintes et/au de déformations, ainsi que des méthodes non destructives pour vérifier l'uniformité du comportement des échantillons. On présente des données typiques dans le cas d'un problème, qui donnent une illustration de la variation de la pression passive exercée sur un mur de soutènement par rapport au déplacement de ce mur pénétrant dans du sable. On propose une révision de l'énoncé du critère de rupture de Mohr-Coulomb qui tient compte des témoignages observés selon lesquels les surfaces de rupture coincident avec les lignes de déformation à zéro. On discute des rapports entre les caractéristiques de contrainte et de vitesse et l'on indique comment ils pourraient être utilisés pour établir le comportement charge-affaissement d'une structure quelconque sur ou dans le sol, même lorsque le sol n'est pas uniforme à l'origine. On indique brièvement l'importance pratique immédiate des essais de maquettes centrifuges.

Synopsis The consequences of the assumption that soil is an isotropic, elasto-plastic, continuous medium are examined. A new energy equation is proposed, well supported by experimental evidence, from which a stress-strain relationship is developed for virgin and lightly overconsolidated clays. An alternative stress-strain relationship is derived from the “normality condition” specified in the theory of plasticity, and this is shown to be identical to that proposed by Roscoe and Poorooshasb (1963). These two relationships are then combined to give, in terms of only four fundamental soil constants, a unique stress-strain relationship, simple equations for a new state boundary surface and a unique yield locus or plastic potential. The shape of these surfaces necessitates a complete revision of currently accepted pictures of the mechanism of virgin consolidation and entails the possibility of the occurrence of shear distortion under isotropic stress. The concept is supported by experimental evidence obtained from creep tests. Finally it is suggested that if the theory is accepted then soil testing procedures may be greatly simplified, and that new methods may be applied to solve earth pressure problems. Les conséquences de l'hypothèse selon laquelle le sol est un milieu isotrope, de plasticité élastique et continu sont examinées. On propose une nouvelle équation d'énergie d'après laquelle on développe un rapport entre les contraintes et la déformation pour des argiles surconsolidées vierges et légères. On déduit un rapport alternatif entre les contraintes et la déformation d'après la “condition de normalité” spécifiée dans la théorie de plasticité et on montre qu'il est identique à celui proposé par Roscoe et Poorooshasb (1963). Ces deux rapports sont alors réunis pour donner, avec seulement quatre constantes de sol fondamentales, un rapport unique entre les contraintes et la déformation et des équations simples pour une nouvelle surface-limite de l'état existant et aussi un potentiel unique pour le lieu géométrique de limite élastique ou la plasticité. La forme de ces surfaces exige une révision complète des points de vue acceptés couramment sur le mécanisme de consolidation vierge et entraîne la possibilité de déformation par cisaillement sous des contraintes isotropes. Cette conception est supportée par l'évidence expérimentale obtenue des essais de fluage. Enfin on suggère que si la théorie est acceptée les méthodes à suivre pour les essais de sols seraient grandement simplifiées, et de nouvelles méthodes pourraient être appliquées pour résoudre les problèmes de pression terrestre.

Synopsis A stress-strain theory is developed for normally consolidated clays when subjected to triaxial compression tests. The theory can only be applied for the prediction of strains where the moisture content is a unique function of the imposed stresses. This condition is discussed. It is then shown that the incremental strain associated with a given stress increment can be considered as the sum of two components that occur in (i) a constant volume process and (ii) a process in which the stress ratio remains constant. The relevant strain characteristics of the clay are therefore determined from undrained and anisotropic consolidation tests alone; from these the strains that occur in any type of partially or fully drained test can be predicted. Predicted and experimental values are compared for tests on samples of Kaolin. Evidence is given to show that for tests with geometrically similar stress paths, the change in moisture content, the volumetric strain and the axial strain are identical. Finally the application of the concept of a plastic potential to normally consolidated clays is briefly considered. Une théorie de tension-déformation est établie pour des argiles normalement consolidées lorsqu'elles sont soumises à des essais triaxiaux. La théorie ne peut s'appliquer que pour la prévision des déforma tions où la teneur en eau est en fonction unique des tensions imposées. Cette condition est discutée. II est alors montré que l'augmentation de déformation propre à une augmentation donnée de tension peut étre considérée comme le produit de deux composantes qui ont lieu dans (i) un procédé à volume constant et (ii) un procédé dans lequel le rapport des tensions reste constant. Les caractéristiques de la déformation de l'argile sont done définies à partir des essais à teneur en eau constante et de consolidation anisotropique seulement; à partir de celles-ci les déformations qui peuvent avoir lieu dans n'importequel genre d'essai partiellement ou complètement drainé peuvent étre prévues. Des valeurs prévues et expérimentales sont comparées pour des essais surdes échantillons de Kaolin. Des preuves sont donnée pour montrer que pour des essais avec des effets de tension géometrijue ment semblables, le changement de teneur en eau, les déformations en volume et axiale sont identiques. Finalement l'application de la conception de potentiels plastiques pour des argiles normalement consolidées est brievement considérée.

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