Vane Tests in a Norwegian Quick-Clay

Abstract

Synopsis In the harbour of Horten, in Norway, various geotechnical investigations have been carried out in a stratum of post-glacial silty clay about 30 metres thick. The clay has average liquid and plastic limits of 32 per cent. and 16 per cent. respectively, whereas the natural water content is somewhat greater than the liquid limit. This means that the clay is a so-called “quick-clay,” which becomes practically liquid on remoulding; it has a sensitivity of the order of 100. The relationship between shear strength and depth has been investigated by means of cone tests and quick shear tests on samples, and by vane tests in situ. The vane tests show that the shear strength remains essentially constant to a depth of about 7 metres and then increases in direct proportion to the depth, the ratio c/p being 0·18, where c denotes shear strength and p denotes effective overburden pressure. The cone tests and the quick shear tests both indicate shear strengths which agree reasonably well with the results of the vane tests above a depth of 15 metres, whereas, below this depth, they are substantially lower than the vane strengths. A Norwegian theory concerning the formation and properties of quick-clays is described briefly. The explanation given is based on the effect of electrolytes on the quantity of water adsorbed by the clay grains. Dans le port de Horten, en Norvège, on a procédé à des études géotechniques diverses sur une conche d'argile limoneuse post-glaciaire, d'environ 30 mètres d'épaisseur. Cette argile a des limites de liquidite et de plasticite moyennes de 32 pour cent et 16 pour cent, respectivement, tandis que la teneur en eau naturelle est sensiblement plus grande que la limite de liquidité Ceci signifie que cette argile est une “argile bouillante” qui devient pratiquement liquide lors d'un remaniement; elle a une sensibilité de l'ordre de 100. Le rapport entre la résistance au cisaillement et la profondeur a été étudié au moyen d'ssais au cône. d'essais rapides de cisaillement sur des Bchantillons, et d'essais au moulinet sur place. Les essais au moulinet montrent que la résistance au cisaillement reste pratiquement constante jusqu'à une profondeur dênviron 7 mètres, et ensuite augmente en proportion directe avec la profondeur, le rapport c/p étant 0·18, darts lequel c représente la résistance au cisaillement et p la pression réelle des terrains de recouvrement. Lesessais au cône et les essais rapides de cisaillement indiquent tous les deux des résistances au cisaillement qui suivent d'une façon raisonnable les résultats des essais au moulinet pour les profondeurs de moins de 15 mètres, tandis qu'à des plus grandes profondeurs, elles sont sensiblement plus basses que les résistances calculées au moulinet. Une théorie norvégienne relative à la formation et aux propriétés des “argiles bouillantes” est décrite brièvement. L'explication donnée est basée sur l'effet des electrolytes sur la quantité d'eau adsorbée par les grains d'argile.