How to obtain reliable shear strength by direct shear tests: A revision to the minimum required specimen size to dmax ratio of ASTM D3080/D3080M-11

Akram Deiminiat, Li Li, Feitao Zeng

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoNiagara 2021: 74th Canadian Geotechnical Conference; 14th joint with IAH-CNC

RÉSUMÉ: La résistance au cisaillement des géomatériaux est habituellement obtenue à l’aide des essais de cisaillement direct. Selon l’ASTM D3080/D3080M-11, la largeur des éprouvettes doit être au minimum 5 cm et 10 fois la taille maximale (dmax) des grains. Pour les sols fins ayant dmax ≤ 1 mm, respecter l’exigence de l’ASTM mène à un ratio largement supérieur à 10 entre la largeur des éprouvettes et la dmax. Pour les matériaux granulaires grossiers, l’application du ratio minimum requis de 10 devient très difficile voire impossible sans utiliser des appareils spéciaux. Récemment, une analyse effectuée par les auteurs sur des résultats expérimentaux disponibles dans la littérature montre que le ratio minimum requis entre la largeur des éprouvettes et dmax de l’ASTM n’est pas suffisamment élevé pour éliminer l’effet d’échelle des éprouvettes. La recommandation de l’ASTM a besoin d’être révisée. Pour cette raison, une série d’essais de cisaillement direct ont été réalisés en laboratoire. Une partie des résultats sera présentée et discutée.

ABSTRACT: Shear strength of geomaterials is usually obtained through direct shear tests. With ASTM D3080/D3080M-11, the specimens are required to be at least 5 cm in width and 10 times the maximum particle size (dmax) of the material. For fine soils having dmax <= 1 mm, following the requirement of ASTM results in the specimen size ratio much larger than the minimum required ratio of 10. For coarse granular materials, the application of the minimum required ratio of 10 becomes difficile and even impossible without using large apparatus. Recently, an analysis performed by the authors on available results showed that the minimum specimen size over dmax ratio stipulated by the ASTM is not large enough to eliminate the specimen size effect (SSE). It is thus needed to be revised. To this end, a series of direct shear tests have been done in the laboratory. Part of the test results will be presented and discussed.

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