Pull-out capacity of soil nails in unsaturated soils

Naresh Gurpersaud, Sai K. Vanapalli, Siva Sivathayalan

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Behaviour of Unsaturated Soils

ABSTRACT: The design of soil nail systems used in engineering practice is either based on conventional soil mechanics or empirical procedures ignoring the influence of matric suction. A comprehensive experimental program was conducted to understand the influence of matric suction on the pull-out capacity of soil nails installed in compacted sand under both saturated and unsaturated conditions. Pull-out tests were performed on the nails installed vertically, horizontally and at an inclination of 15° to the vertical. A strong relationship was observed between the pull-out capacity and the soil-water characteristic curve (SWCC). A simple technique is proposed for the estimation of the pull-out capacity of soil nails by using the average matric suction value and the saturated soil parameters c' and ™. There is a reasonably good comparison between the measured and estimated pull-out capacity of soil nails, both using the results of the present research program and as well as the data from the literature.

RÉSUMÉ: La conception de systèmes de sol clouté utilisés dans la pratique du génie est basée soit sur la mécanique des sols conventionnelle ou sur des procédures empiriques ne tenant pas compte de l'influence de la succion matricielle. Un programme expérimental a été entrepris pour comprendre l'influence de la succion matricielle sur la résistance à l'arrachement de clous installés dans du sable compacté dans des conditions saturées et non-saturées. Des essais d'arrachement ont été menés sur des clous installés à la verticale, à l'horizontale, et à un angle de 15° avec la verticale. Une relation marquée a été observée entre la résistance à l'arrachement et la courbe de rétention d'eau (CRE). Une technique simple est proposée pour estimer la résistance à l'arrachement de clous en utilisant la succion matricielle moyenne et les paramètres de sols saturés c™ et ™. Une bonne concordance a été observée entre les valeurs mesurées et estimées de résistance à l'arrachement des clous, tant en utilisant les résultats du programme de recherche que des données tirées de la littérature.

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Cite this article:
Naresh Gurpersaud; Sai K. Vanapalli; Siva Sivathayalan (2011) Pull-out capacity of soil nails in unsaturated soils in GEO2011. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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