The Influence of End Restraint on the Compression Strength of a Cohesionless Soil

Abstract

Synopsis Tests have been carried out on a cohesionless soil to examine the influence of boundary restraint on the observed strength and on the relationships between stress, strain and volume change. To eliminate extraneous errors the axial load in the triaxial compression test has been measured by means of a sensitive proving ring situated within the cell. The proving ring has been calibrated from time to time during the series of tests by a hydraulic system operated by the same dead-weight pressure gauge tester as was used to calibrate the gauge measuring the fluid pressure in the cell. Cylindrical compression tests have been carried out with unlubricated plattens and with one or more layers of rubber membrane lubricated with silicone grease interposed between the ends of the sample and the loading plattens. Samples with three different ratios of height to diameter have been tested. The results indicate that, for the material tested, the effect of end restraint is to increase the apparent strength of the sample, but that this effect decreases with increasing height to diameter ratio and is of little significance with the usual ratio of about 2 to 1. For lower ratios the influence of end restraint on strength is more important and only with very efficient lubrication can the apparent strength of short samples be reduced to that given by samples with the standard height to diameter ratio. Des essais ont été effectués sur un sol non cohérent pour examiner l'influence de la restriction aux extrémités sur la résistance observée et sur les relations entre contrainte, déformation et changement de volume. Pour éliminer des erreurs supplémentaires, la charge axiale dans l'essai de compression triaxiale a été mesurée au moyen d'un anneau d'essai dynamo-métrique situé à l'intérieur de la chambre. Durant la série d'essais, l'anneau d'essai dynamométrique a été calibré de temps à autre avec un systéme hydraulique fonctionnant par le même calibreur à poids mort utilisé pour calibrer le manométre mesurant la pression du fluide dans la chambre. Des essais de compression triaxiale ont été effectués avec des disques non lubrifiés et avec une ou plusiers couches de membranes en caoutchouc lubrifiées avec de la graisse au silicium et interposées entre l'échantillon et les disques transmettant la charge. Des échantillons de trois rapports différents de hauteur à diamétre ont été examinés. Les résultats montrent que pour le matériau essayé l'effet de restriction aux extrémités est d'augmenter la résistance apparente, mais aussi que cet effet diminue en augmentant le rapport de hauteur à diamétre, et qu'il devient négligeable avec le rapport habituel d'environ 2 à 1. Pour des rapports inférieurs, l'influence de la restriction aux extrémités est plus importante, et c'est seulement avec une lubrifaction trés efficace que la résistance apparente d'échantillons courts peut être réduite à celle obtenue avec des échantillons à rapport usuel de hauteur à diamétre.