A Theoretical and Experimental Study of Strains in Triaxial Compression Tests on Normally Consolidated Clays

Abstract
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.