The effect of increasing strength with depth on the bearing capacity of clays

Abstract

By means of the theory of plasticity, solutions are obtained to the problem of bearing capacity of clay (φ=0) which is inhomogeneous in the vertical direction only. It is shown that the rate of increase of cohesion with depth plays the same role as density plays in the bearing capacity of homogeneous cohesive-frictional soils. When considered in relation to reclamation of swampy areas by sand filling, the results suggest that only very flat slopes of the edge of the filling are possible without the creation of a mud wave. The bearing capacity of rigid strip footings is shown to depend markedly on the breadth, and to a small extent on the roughness of the underside of the footing. The analysis can also be applied to the stability of embankments on soft soils. Finally, comparison between the plasticity and slip circle solutions reveals very serious overestimates in the latter when inhomogeneity dominates. Au moyen de la théorie de la plasticité on trouve des solutions au problème de portance de l'argile (φ= 0) non homogène dans le sens vertical seulement. On démontre que le taux d'accroissement de la cohésion avec la profondeur tient un rôle équivalent à celui de la densité pour la portance de sols homogènes cohérents et ayant du frottement. Si on les étudie en vue de l'utilisation des régions marécageuses par remblayage au sable, les résultats obtenus semblent suggérer que seules des pentes très plates en bordure du remblai sont acceptables pour éviter des vagues de boue. On montre que la portance de semelles filantes rigides dépend de façon notable de la largeur, et à un degré moindre de la rugosité de la semelle. On peut analyser de la même manière la stabilité des remblais sur sols mous. Enfin, la comparaison entre les solutions en plasticité et par cercles de glissement, révèle une surestimation très sérieuse de ces dernières lorsque l'hétérogénéité est importante.