Experimental Determination of the Shape Factors and the Bearing Capacity Factors of Sand

Abstract

Synopsis In order to determine the values of the shape factors to be introduced in the formula of ultimate bearing capacity of shallow foundations, an extensive series of tests on small footings resting on fine sand was performed at Ghent. To obtain a homogeneous and given density the sand was placed in a fully automatic way, under control of the output and the height of fall of the sand. To eliminate the depth effect the overburden pressure was realized by air pressure in inflated rubber bags covering the surface of the sand. From the tests formulae for the shape factors sq, sc and sγ are deduced. It appears that the shape factor sγ in the weight term is independent of the angle of friction, while the shape factors sq and sc are not. In the formulae given for s and sc the influence of the state of strain is implicitly included; however, different formulae are given depending on whether the effect of the curvature of the intrinsic curve on the introduced shear strength parameters has been considered or not. Afin de déterminer les coefficients de forme à introduire dans la formule de la capacité portante limite sous des fondations directes, un très grand nombre d'essais sur petites semelles reposant sur un sable fin ont été effectués à Gand. Afin d'obtenir une densite donnée, homogène, le sable a été placé d'une façon complètement automatique, permettant de régler la hauteur de chute et le débit. Afin d'éliminer l'influence du coefficient de profondeur, la surcharge latérale a été réalisée au moyen d'une pression d'air dans des sacs en caoutchouc recouvrant la surface du sable. A partir des essais des formules ont été établies pour les coefficients de forme sq, sc et sγ. On constate que le coefficient de forme sγ dans le terme du poids-propre du sol est indépendant de l'angle de frottement interne, tandis que par centre les coefficients sq et sc varient avec cet angle. Dans les formules données pour sq et sc l'influence de l'état de déformation est implicitement inclue. Toutefois les formules sont différentes, selon que le paramètre de cisaillement introduit tient compte ou non de la courbure de la couche intrinsèque du matériau.