Anisotropy in overconsolidated clays

Abstract

The influence of anisotropy on the deformation of overconsolidated clays is well known. This phenomenon has normally been analysed by assuming that the theory of anisotropic elasticity is applicable. This Paper seeks to question the validity of that assumption; i.e. whether a single set of incremental elastic constants is applicable to a clay in a given condition. It is further suggested that the anisotropy so far detected in overconsolidated clays is a consequence of the way the stiffness moduli vary with the direction of incremental shear: that is of the non-reversibility of shearing of the soil. The discussion centres on the two extreme cases of ‘active’ and ‘passive’ shear in which the major principal compressive strain is respectively parallel or perpendicular to the original direction of consolidation. Experimental data are presented for kaolin, Fulford Clay, Haney Clay and London Clay. Apart from the London Clay data, these data showed stiffnesses in ‘active’ shear up to 10 times greater than those in passive shear. It is apparent from the data that laboratory tests in only one mode of shear may be quite inapplicable to a field situation involving shear in another direction. L'influence de l'anisotropie sur la déformation plane d'argiles surconsolidées, est bien connue. Ce phénomène a normalement été analysé en admettant que la théorie de l'ésticité anisotrope est applicable. Ce rapport cherche à prouver la validité de cette supposition; par exemple savoir si un simple ensemble de constants élastiques incrémentales est applicable à une argile dans une condition donnée. I1 est suggéré en outre que l'anisotropie détectée jusque là dans des argiles surconsolidées est une conséquence de la fa¸on dont les modules de rigidité varient avec la direction de l'augmentation du cisaillement: c'est à dire de la non-réversibilité du cisaillement du sol. La discussion vise les deux cas extrêmes de cisaillement ‘actif’et ‘passif’ dans lesquels la déformation principale majeure de compression est respectivement parallèle ou perpendiculaire à la direction originale de consolidation. Des données expérimentales sont présentées pour le kaolin, l'argile de Fulford, l'argile de Haney et l'argile de Londres. Sauf pour l'argile de Londres, ces données ont mise en évidence une rigidité dans le cisaillement ‘actif’ jusqu' à dix fois plus importante que celles montrées dans le cisaillement passif. Il est évident à partir de ces résultats que les essais en laboratoire selon un seul mode de cisaillement peuvent être complètement inapplicables à une situation in-situ implicant un cisaillement dans une autre direction.