Progressive deformation of glacial till due to viscoplastic straining and pore pressure variation

R. Harley, V. Sivakumar, D. Hughes, M.R. Karim, S.L. Barbour

In the proceedings of: GeoRegina 2014: 67th Canadian Geotechnical Conference

Session: Laboratory and Field Testing

ABSTRACT: The stress regime in a cutting (slope) is complex, with different principle stresses acting in different directions along the potential failure plane. For example, stresses may be primarily in extension near the toe and in compression near the crest of a slope. Cuttings in heavily overconsolidated clays are known to be susceptible to progressive failure which usually starts at the toe of the slope. Softening and the development of rupture surfaces have been observed in the field and are well documented for London Clays. However, this failure mechanism is yet to be established for glacial tills. To better understand the progressive failure mechanism, this paper discusses a series of laboratory tests conducted on reconstituted glacial till samples from Northern Ireland. Initial observations indicate that, a soil with insitu stress states between 80-90% of peak strength may undergo significant viscoplastic straining as a result of the combination of pore-pressure cycling and elevated stress level.

RÉSUMÉ: Le régime de stress dans une coupe (pente) est complexe, avec des contraintes principales agissant dans des directions différentes le long du plan de rupture potentielle. Par exemple, les contraintes peuvent être principalement en extension près du pied et à la compression à proximité de la crête d'une pente. Boutures dans les argiles surconsolidés sont connus pour être sensibles à la défaillance progressive qui commence habituellement au pied de la pente. Ramollissement et le développement des surfaces de rupture ont été observés dans le domaine et est bien documenté pour Londres argiles. Cependant, ce mécanisme de rupture est encore à établir pour les tills glaciaires. Pour mieux comprendre le mécanisme de rupture progressive, ce document examine une série de tests en laboratoire sur des échantillons de till glaciaire reconstitué d'Irlande du Nord. Les premières observations indiquent que, un sol avec des états de contraintes in situ entre 80-90 % de la force maximale peut subir viscoplastique significative forcer comme un résultat de la combinaison de cyclisme pression interstitielle et le niveau élevé de stress.

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