Direct shear tests on reinforced sand

Abstract

New data are presented from internal measurements in direct shear tests on sand. An interpretation is given for the plane strain angle of friction and the angle of dilation of sand in a direct shear test. The direct shear angle of friction deduced from the conventional analysis is shown to under-estimate the frictional shearing resistance of sand by about 20%. Results are presented from direct shear tests on reinforced samples and these are fitted by a limit equilibrium analysis in which all the parameters are independently measured. Plastic incremental strains cause dilation in dense sand and dominate the deformation with increasing stress ratio. The rate of increase of the reinforcement force in shearing sand is shown to depend on the angle of dilation. The maximum bond angle of friction between sand and the rough surface of reinforcement is also determined by plastic deformation in the sand. A theoretical analysis for the bond is supported by the test results which show that the maximum bond angle of friction for rough reinforcement equals the direct shear angle of friction. Thus the modified direct shear test is a good way to measure bond strength parameters for design. L'article présente de nouvelles données obtenues à partir des mesures internes effectuées au cours de quelques essais de cisaillement direct dans le sable. Une interprétation est donnée à l'égard de l'angle de frottement en déformation plane et de l'angle de dilatance du sable dans un essai de cisaillement direct. L'angle de frottement du cisaillement direct déduit de l'analyse normale sousestime la résistance au cisaillement à friction du sable d'environ 20%. Des résultats de quelques essais de cisaillement direct effectués sur des échantillons renforcés sont présentés. Des déformations plastiques incrémentielles sont la cause de la dilatance du sable dense et dominent la déformation au fur et à mesure que le rapport des contraintes s'accroît. La vitesse d'accroissement de la force de renforcement dans du sable soumis au cisaillement dépend de l'angle de dilatance. L'angle de liaison maximal de frottement entre le sable et la surface rugueuse de renforcement est déterminé aussi par la déformation plastique dans le sable. Une analyse théorique de la liaison est confirmée par les résultats des essais qui indiquent que l'angle de liaison maximal de frottement pour le renforcement rugueux est égal à l'angle de cisaillement de la frottement. L'essai de cisaillement direct modifié est une bonne méthode pour mesurer les paramètres de résistance des liaisons.