The behaviour of anchor plates in sand

Abstract

This Paper describes a theoretical investigation into the behaviour of anchor plates in sand. Consideration is given to the effects of anchor embedment, friction angle, dilatancy, initial stress state K0 and anchor roughness for anchor plates with either a vertical or a horizontal axis. Collapse loads are observed to increase sensibly with embedment. Deep anchors exhibited high collapse loads. However, because of local yield, the deformations of deep anchors before collapse may be sufficiently large to necessitate the adoption of a practical definition of failure at loads below the actual collapse load. Soil dilatancy and anchor roughness significantly affect anchor capacity for certain cases, but the effect of K0 on collapse load is small for typical cases. The theoretical results are compared with the results of the Authors' model tests as well as other model and field test data. There is encouraging agreement and, for the cases considered, the theoretical results provide a reasonable prediction of anchor capacity. The theoretical results for sand are extended to the case of cohesive–frictional soils. The theoretical results are presented in influence charts which may be used in hand calculations to obtain an estimate of anchor capacity for a wide range of geometries and soil types. The use of these charts is illustrated by a worked example. L'article décrit une recherche théorique sur le comportement des plaques d'ancrage dans le sable, en fonction de l'encastrement de l'ancrage, de l'angle de frittement, de la dilatance, de l'état de contrainte initiale K0 et de la rugosité des plaques d'ancrage à axe vertical ou horizontal. On a constaté que la charge de rupture s'accroît sensiblement avec l'encastrement de l'ancrage et que des ancrages profonds fournissent de grandes charges de rupture. Cependant à cause de fluage local les déformations des ancrages profonds avant rupture peuvent être assez grandes pour nécessiter l'adoption d'une definition pratique de la rupture à des charges audessous de la charge de rupture réelle. La dilatance du sol et la rugosité de l'ancrage affectent la charge utile de l'ancrage d'une façon significative dans de certains cas, mais l'effet de la valeur K0 sur la charge de rupture est faible dans les cas typiques. Les résultats théoriques sont comparés aux résultats des tests-modèles de l'auteur aussi bien qu'avec d'autres données modéles et pratiques. On trouve une correspondance encourageante et les résultats théoriques fournissent une prévision raisonnable de la charge utile dans les cas considerérés. Les résultats théoriques obtenus pour le sable sont étendus au cas des sols cohérents. Les résultats théoriques sont présentés sous la forme d'abaques d'influence qui peuvent être employés dans des calculs manuels pour obtenir une évaluation approximative de la charge utile pour une large gamme de géométries et de types de sol. L'emploi de ces abaques est illustré a l'aide d'un exemple.