Boundary Wedges in two-dimensional passive soil failure

Abstract

Earth pressure analyses which use a rigid-plastic Mohr-Coulomb soil model generally assume that all the soil within the rupture boundary is deforming and that the loading boundary stresses are fully mobilized. The analysis presented here shows that neither of these conditions is always realized and that zones of dead soil develop within the rupture boundary which alter the rupture surface geometry and interface stress conditions. It is shown that these zones of undeformed soil, called boundary wedges, are formed either because of kinematic constraints imposed by the motion of the interface or as a result of limitations imposed by interface configuration. A systematic method for predicting both the formation of these boundary wedges and their influence on interface stress conditions is presented. A calculation procedure, using dimensionless passive coefficients to supplement the charts of those coefficients already published, is set out. The theory proposed incorporates into the basic Sokolovski solution the effects of loading boundary kinematics and provides an integrated theory for the analysis of a variety of soil loading structures varying from footings and retaining walls to sharply raked soil cutting blades. A la suite des analyses de la pression des terres, faites en utilisant le modèle de sol Mohr-Coulomb, rigide et plastique, on suppose en général, que tout le sol à l'intérieur de la rupture limite, est déformé et que les contraintes de chargement limite sont pleinement mobilisées. L'analyse présentée ici, montre qu'aucune de ces conditions n'est toujours réalisée et que des zones rigides de sol élastiques se développent à l'intérieur de la rupture limite, ce qui transforme la géométric de la surface de rupture et les conditions de contrainte des faces intermédiaires. I1 est montré que ces zones de sol non-déformé, qu'on appelle coins limites, sont formées soit à cause des contraintes cinématiques imposées par le mouvement des faces intermédiaires, soit en raison des limitations imposées par la configuration des faces intermédiaires. On présente une méthode systématique afin de prédire à la fois la formation de ces coins limites et leur influence sur les conditions de contraintes des faces intermédiaires. On a mis au point un procédé de calcul utilisant des coefficients passifs, sans dimension, afin de compléter les graphiques de ces coefficients déjà publiés. La théorie que l'on propose, incorpore dans la solution de base de Sokolovski, les effets de chargements limites cinématiques et fournit une théorie complète pour l'analyse de diverses conditions de chargement de sol, allant des semelles aux murs de soutènement, et aux ancrages filetés avec ailettes fortement inclinées.