Stochastic theory of settlement of loose cohesionless soils

Abstract

The response of loose cohesionless soils to surface applied loads is investigated from the viewpoint of the probabilistic mechanics of particulate media. A model is proposed that is based on the combination of the diffusion of intergranular forces and an excess volume of voids. In this regard, it provides a bridge between theories developed independently for the diffusion of stresses and for the propagation of settlements. In its general formulation, the theory can model three-dimensional, transient effects. However, the model is believed to be limited to normally consolidated, fully drained or dry, soils which do not exhibit dilatancy effects. The modelling of the steady state deflexion pattern under a rigid strip footing was found to be in good agreement with observed settlements in laboratory model tests using uncompacted silt, provided the applied load did not approach the bearing capacity of the soil. La réaction des sols lâches, non-cohérents, a des charges appliquées en surface, est etudiée du point de vue de la mécanique probabiliste des milieux formés de particules. Un modele est proposé, basé sur la combinaison de la diffusion des forces intergranulaires et d'un volume de vides en excès. A cet égard, le modèle constitue une synthèse entre des théories dévéloppees indépendamment pour la diffusion des contraintes et pour la propagation des tassements. Dans sa forme générate, la théorie peut representer les phenomenes transitoires et tri-dimensionnels. Cependant, le modele parait limité aux sols normalement consolidés, complètement drainés ou sees, et qui ne sont pas dilatants. La représentation des déflections a l'etat stationnaire sous une semelle filante rigide est en bon accord avec les tassements observés dans des essais sur modelès en laboratoire avec du limon non compacté, à condition que la charge appliquée reste inférieure à la capacite portanté du massif de sol.