Elasticity and normality in soil—experimental examinations

Abstract

Fundamental premises of modern soil mechanics theories are that soil deformations are elastic before yield and elasto-plastic after yield, and that the flow rule for plastic strains is associated. Previous attempts at experimental examinations of these premises have met several difficulties associated with elastic non- linearity, measurement of plastic strains and identification of the current yieldsurface. For materials which are both elastic and for which the flow rule is associated the stress–strain matrix has particular features which are observable in special stress path laboratory tests. An analysis of the results of these tests does not require the separation of the elastic and plastic components of strain nor a precise identification of the current yield curve. These special tests have been carried out on reconstituted samples of London Clay, Cowden Till and Speswhite kaolin. The results indicate that, for these soils, it may be reasonable to adopt the theory of elasticity together with an associated flow rule for plastic strains to develop mathematical models for the stress-strain behaviour of soils. Les théories modernes de la mécanique des sols sont bastes sur la hypothése fondamentale que les déformations du sol sont élastiques avant l'écoulement et élastoplastiques aprés l'écoulement et que la régle d'écoulement pour les deformations plastiques est une régle d'écoulement associée. On a déjâ essayé de vérifier de telles hypothéses par la méthode experimentale, mais plusieurs difficultés ont été rencontrées en ce qui concerne la non-linéarité élastique, la mesure des déformations plastiques et l'identification de la surface d'écoulement en question. Dans le cas des matieres qui sont élastiques et auxquelles une régle d'écoulement associce s'applique la matrice constrainte-déformation a des caractéristiques particuliéres qu'on peut observer dans des essais spéciaux de chemin de contrainte effectués en laboratoire. Afin d'analyser les résultats de ces essais il n'est pas nécessaire de séparer les composants élastiques et plastiques de la déformation ni d'identifier de facon précise la courbe d'ccoulement en question. Ces essais spéciaux ont été effectués sur des échantillons reconstitués de l'argile de Londres, de l'argile à blocaux de Cowden et du kaolin de Speswhite. Les résultats indiquent que pour ces sols on peut raisonnablement adopter la théorie de I'élasticite conjointement avec une régle d'ecoulement associée pour construire des modéles mathématiques du comportement contrainte-déformation des sols.