An Experimental Investigation of the Stability of Slurry Trenches

Abstract

Synopsis The results of a number of laboratory tests on small scale trenches supported by clay suspensions in cohesionless soil are presented. The results have been analysed using the measured slip surfaces and compared with the results obtained from Coulomb's wedge theory. It was found that the stability of the system depended on the hydrostatic pressure of the slurry, the shearing resistance of the slurry-saturated sand and the passive resistance of the clay suspension. A simplified theory has been proposed to calculate the shearing resistance of the zone of soil saturated with slurry. Graphs of the factor of safety against surface settlement have also been plotted and it was found that relatively small settlements occurred until the factor of safety fell below 1·1. Comparison between the model results and full size trenches indicates that the same stabilizing mechanisms operate but their relative magnitudes are altered. It is concluded that the stability of full scale trenches supported by a clay suspension in cohesionless soils depends dominantly on the hydrostatic pressure of the slurry and the shearing resistance of the zone of soil saturated with slurry. The stabilizing effect of the passive resistance of the slurry is small and in most practical trenches negligible. On présente les résultats d'un certain nombre d'essais de laboratoire sur des tranchées à échelle réduite portées par des argiles en suspension dans un sol sans cohésion. Les résultats ont été analysés en utilisant les surfaces de glissement mesurées et comparés aux résultats obtenus à partir de la théorie de Coulomb sur la pression active des terres. On a trouvé que la stabilité du système dépendait de la pression hydrostatique du coulis de ciment, de la résistance au cisaillement du sable saturé de coulis et de la résistance passive de l'argile en suspension. Une théorie simplifiée a été proposée pour calculer la résistance au cisaillement de la zone du sol saturé de coulis. Des graphiques du facteur de sécurité en fonction du tassement de la surface ont aussi été tracés et on a trouvé que des tassements relativement réduits avaient lieu jusqu'à ce que le facteur de sécurité tombait au-dessous de 1,1. Une comparaison entre les résultats obtenus pour la maquette et des tranchées de grandeur nature indique que les mêmes mécanismes de stabilisation opèrent mais que leurs grandeurs relatives sont modifiées. On en conclue que la stabilité de tranchées de grandeur nature portées par de l'argile en suspension dans des sols sans cohésion dépend en tout premier lieu de la pression hydrostatique du coulis et de la résistance au cisaillement de la zone de sol saturé de coulis. L'effet de stabilisation de la résistance passive du coulis est petit et dans la plupart des tranchées pratiques est négligeable.