Shear stress between a soft soil and various pile materials

Jakub G. Kania, Kenny Kataoka Sorensen, Bengt H. Fellenius

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

RÉSUMÉ: Un mouvement relatif entre un élément de pieu et le sol environnant mobilise la contrainte de cisaillement d'un pieu. La contrainte de cisaillement dépend de divers facteurs, notamment du type d'interface, du taux de cisaillement, et l'amplitude du mouvement. Cet article étudie la contrainte de cisaillement entre un sol meuble et un bloc d'acier et un en béton enduit et non enduit de bitume, et ce pour différentes vitesses de cisaillement, allant de 0.01 mm/h à 100 mm/h. Les essais ont été effectués en utilisant une boîte d'essai de cisaillement direct modifiée jusqu'à ce qu'une résistance ultime soit mobilisée, là où la moitié inférieure de la boîte fut remplacée par un bloc de matériau de pieu approprié. Le rapport entre l'angle de frottement de l’interface et l'angle de frottement interne du sol à la résistance ultime était de 1.0 et 0.8 pour le béton et le bloc d'acier respectivement. La contrainte de cisaillement entre le sol meuble et le bloc de béton enduit de bitume a diminué avec la diminution du taux de cisaillement. Le revêtement de bitume a considérablement réduit la contrainte de cisaillement à de faibles taux de cisaillement.

ABSTRACT: A relative movement between a pile element and surrounding soil mobilizes shear stress along a pile. The shear stress depends on various factors such as interface type, shearing velocity, and movement magnitude. This paper investigates the shear stress between a soft soil and a steel, uncoated and bitumen-coated concrete block for different shearing velocities, ranging from 0.01 mm/h to 100 mm/h. The tests were performed using a modified direct shear-test box until an ultimate resistance was mobilized, where the lower half of the box was replaced with an appropriate pile material block. The ratio between the interface angle of friction and the internal friction angle of the soil at ultimate resistance was 1.0 and 0.8 for the concrete and the steel block respectively. The shear stress between the soft soil and the bitumen coated concrete block decreased with the decrease of shearing velocity. The bitumen coating significantly reduced the shear stress at low shearing velocities.

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