Zones of total stress tension and steep stress gradient occur in soil structures such as multilayer pavements and earth dams, and direct tension tests and simple bending tests on soils could be used advantageously to investigate soil behaviour under these conditions. The Paper describes the observed behaviour in direct tension and bending of two clays compacted with standard Proctor effort at different moisture contents ranging from below to above optimum. The investigation is in terms of total stress and is concerned with both stress-strain behaviour and strength condition. It is shown that the elastic bending theory is not satisfactory for analysing bending in soils and an alternative differential method of analysis is used which does not require the assumption of any preferred stress- strain laws. The maximum tensile strains at failure are observed to increase with the increase of moulding moisture content irrespective of the type of test or the optimum moisture content. This supports the view that clays should be compacted at high moisture contents when considerable tensile deformation of a soil structure is expected. The values of both the initial tangent modulus and of the secant modulus (at maximum stress) for both clays are markedly greater in tension than in compression, and the relative values are influenced by the moulding moisture content. Thus the use of identical values for tension and compression in analysis of soil structure is not justified. Des zones de contrainte de tension totale et de gradient élevé se produisent dans des structures de sol telles que les multicouches et les barrages en terre. Des essais de tension directe et de simples essais de flexion sur les sols pourraient être utilisés avantageusement afin d'étudier le comportement du sol dans ces conditions. L'étude décrit le comportement observé dans une tension non drainée et une flexion de deux argiles compactées au Proctor standard à diverses teneurs en eau inférieures. et supérieures à l'optimum. L'étude est en termes de contraintes totales et elle est concernée par le comportement de contrainte de tension ainsi que par les conditions de résistance. II est montré que la théorie de la flexion élastique n'est pas satisfaisante pour analyser la flexion dans les sols, et une autre méthode différente d'analyse est utilisée qui n'exige pas l'hypothese d'aucune loi spéciale de contrainte déformation. On observe que les déformations maximum de traction à la rupture augmentent avec l'accroissement de la teneur en eau, indépendamment du genre d'essai ou de la teneur optimum en eau. Cela confirme que les argiles devraient être compactées à des teneurs en eau élevées lorsque l'on s'attend à une déformation de traction considérable du sol. Les valeurs du module initial tangent et du module sécant (à contrainte maximum) pour chacune des argiles sont, d'une façon marquée, plus grandes en tension qu'en compression, et les valeurs relatives sont influencées par la teneur en eau. Ainsi, l'utilisation de valeurs identiques en traction et en compression dans l'analyse de la structure du sol n'est pas justifiée.

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Although problems associated with total stress tension arise in soil structures such as earth embankments and multilayer pavements, no standard tension test for soils exists. An unconfined direct tension test, either strain controlled or load controlled, is described, which can be used to determine the tensile (total) stress-strain characteristics of compacted clays. The overall tensile strains in the specimen are determined by observing the displacement of two surface markers spiked into the specimen with a displacement measuring optical device (DMOD) capable of measuring to one-micrometer displacement. An alternative radiographic technique of monitoring strains has shown that the distribution of average tensile strains in the specimens is substantially uniform. Moreover, the failure of the tension specimen occurs in midsection, indicating a uniaxial transmission of tensile force to the specimen. Comparison of standard triaxial unconfined compression tests with unconfined tension tests shows that elastic moduli are not equal in compression and tension for compacted clays at a given moisture content.

The writers wish to thank Uriel for his discussion on the interpretation of the Brazilian test. They agree with his main comment that the proposed numerical solution for tensile test interpretation, as implied in its derivation, is applicable strictly to bilinear materials which possess different linear stress-strain relationships in tension and compression. The amount of error introduced into the interpretation of results depends on the degree of nonlinearity of the tensile stress-strain relationship. In general soils with high liquid limit and plasticity index tested at water contents below 'Discussion by Uriel, A. 0. 1975. Can Geotech.

For a better understanding of the performance of earth and earth-supported structures, especially earth dams, it is essential to define and evaluate variables that determine the deformability of soils and the extent to which these variables are time-dependent. The Paper describes the observed time-dependent behaviour of two compacted clays subject to pure bending (stress gradient), uniaxial tension and uniaxial compression. It is shown that time of loading significantly influences the deformation behaviour of compacted soils especially under stress gradient conditions. It has already been established that time of loading affects the strength and failure strain of various soils differently when subject to compression. This observation also seems to be valid for clays tested under stress gradient conditions. This may prove of value in connection with the design of clay cores of earth dams and it throws an interesting light on the behaviour of compacted cores where stress gradients could cause cracking with time. The increase with time of flexural strength and tensile strain at failure of compacted clays is considered to be influenced by many variables of which the important ones are the moisture content and the nature and amount of clay but more work is needed to investigate this aspect. A pair of equations is required to describe the observed creep effects under stress gradient. Pour mieux comprendre le comportement d'ouvrages en terre et d'ouvrages supportés par la terre, notamment les barrages en terre, il est indispensable de définir et évaluer des variables qui déterminent la déformabilité des sols, ainsi que la mesure dans laquelle ces variables sont fonction du temps. L'article décrit les observations faites sur le comportement en fonction du temps de deux argiles compactées soumises à une flexion simple (gradient de contrainte), une tension uniaxiale et une compression uniaxiale. Selon ces observations, le temps de chargement a une influence considérable sur le comportement de déformation de sols compactés particulièrement dans des conditions de gradients de contrainte. On sait déjà que le temps de chargement affecte la résistance et la déformation à la rupture de divers sols d'une facon différente lorsqu'ils sont soumis à une compression. II semble que cette observation s'applique également aux argiles essayées dans des conditions de gradients de contrainte. Ces constatations pourraient s'avérer intéressantes en ce qui concerne la conception de noyaux en argile de barrages en terre et fournissent, d'autre part, des renseignements précieux sur le comportement de noyaux compactés dans lesquels les gradients de contrainte pourraient provoquer, avec le temps, une fissuration. On admet que l'accroissement ou la réduction, en fonction du temps, de la résistance à la flexion et de la déformation, due à la traction, à la rupture d'argiles compactées sont influencés par un grand nombre de variables dont les plus importantes sont, d'une part, la teneur en eau et, d'autre part, la quantité d'argile et sa nature; cependant, d'autres travaux seront nécessaires pour élucider cette question. II faudra élaborer une paire d'équations pour décrire les effets de fluage observés dans des conditions de gradients de contrainte.