A computer model for the analysis of ground movements in London Clay

Abstract

A computer model for the stress–strain behaviour of London Clay has been developed for use in a nonlinear finite element program. The behaviour of London Clay is divided into three ranges of strain: elastic, intermediate and plastic. In the elastic range strains are very small and the material is very stiff. The intermediate range represents the larger strain behaviour normally observed in laboratory tests; it is not truly elastic, but in many respects exhibits aniso-tropic elastic behaviour. As yield is approached, plastic behaviour can accompany the intermediate phase and is governed by a flow rule and a state boundary curve. In all phases the stiffnesses of the model increase with mean normal effective stress. It is shown that the model can be used to compute the results of both laboratory and in situ tests. The movements around two excavations in London Clay, including the New Palace Yard Underground Car Park, have also been computed retrospectively with considerable success. Un modèle informatique destiné à refléter le comportement contraintes-deformations de l'Argíle de Londres a été mis au point en vue de son emploi dans un programme non linéaire à éléments finis. Le comportement de l'Argile de Londres se divise en trois domaines de déformation: élastique, intermédiaire et plastique. Dans le domaine élastique, les déformations sont très faibles et le matériau est très rigide. Le domaine intermédiaire représente les déformations plus importantes que l'on observe normalement dans les essais en laboratoire; il n'est pas véritablement élastique mais présente à bien des égards un comportement élastique anisotrope. Lorsque l'on approche de la limite d'élasticité, on peut observer un comportement plastique dans la phase intermédaire, et ce comportement est régi par une loi de fluage et une courbe de limite entre états. Dans toutes-les phases, la rigidité du modèle augmente en fonction de la contrainte efficace moyenne normale. L'article montre que le modèle peut servir à déterminer les résultats obtenus aussi bien en laboratoire qu'in situ. Le calcul rétrospectif des mouvements enregistrés autour de deux excavations effectuées dans l'Argile de Londres, dont le Parking Souterrain du New Palace Yard, a également été effectué avec beaucoup de succès.