Synopsis Hvorslev's equation for the shear strength of clay is shown to define a surface in a space of three variables σ′, e and τ. The progressive yielding of a sample defines a loading path in this space, and the paths taken by samples in differing tests can be correlated if a boundary energy correction is applied. The final portions of all paths then lie in a unique surface, and the paths end at a unique critical voids ratio line. At the critical voids ratio state unlimited deformation can take place while σ′, e and τ remain constant. The two concepts of the existence of such a surface and such a critical voids ratio line are verified by an analysis of results of triaxial tests on a clay. Similar tests on silt and sand also confirm the concepts, although some inaccuracy is inherent in these tests. Finally results of tests on granular media in a simple shear apparatus are presented which confirm closely the applicability of both concepts to the yielding of granular media. On montre que l'équation de Hvorslev sur la force de cisaillement de l'argile détermine une surface dans un espace à trois variables, σ′, e et τ. Le tassement progressif d'un échantillon détermine un parcours de charge dans cet espace, et on peut établir une corrélation entre les parcours pris par les échantillons dans des essais différents sil'on applique une correction de l'énergie limite. Les parties finales de tous les parcours se trouvent alors dans une surface unique, et les parcours se terminent à une ligne critique unique des indices de vide. A l'état critique des indices de vide il peut se produire une déformation illimitée tandis que σ′, e et τ restent constants. Les deux conceptions de l'existence d'une telle surface et d'une telle ligne critique des indices de vide sont vérifiées par une analyse des résultats d'essais triaxiaux d'une argile. Des essais similaires sur du limon et du sable confirment aussi les conceptions, quoique quelque inexactitude soit inhérente à ces essais. Finalement, on présente des résultats d'essais effectués sur des milieux granulaires dans un appareil de cisaillement simple qui confirment exactement l'applicabilité des deux conceptions au tassement des milieux granulaires.

The Cambridge Geotechnical Centrifuge routinely tests models made of up to 0·2 m3 of soil, at accelerations up to 125g. Self-weight effects in models and in corresponding prototypes are similar within a few per cent. Seepage and diffusion of pore water into the plane section of an unlined tunnel serve to illustrate scaling relationships. The stress/strain behaviour of soil alters with change of effective pressure p′and specific volume v. A theory of plasticity explains cohsolidation and yielding in shear at states above critical, but failures below critical state involve rupture or fracture. The range of values of a new equivalent liquidity LI5 = LI+0·5 log (p′/5)associated with yielding is 1·9<LI5<1, with rupture is l<LI5<0·5, and with fracture is 0·5<LI5. One example of centrifuge modelling is for tunnels in soft ground near critical states (LI5 = 1), in which plastic collapse is observed closely to match upper and lower bound calculations of theory of plasticity. In contrast, another example of centrifuge modelling is of flow-sliding in ground further from critical states. In two famous cases—Mississippi River Bank flowslides and Champlain Sea quick clay flowslides—model tests suggest that at the moment of failure it is the sudden occurrence of fissures that destabilizes ground when its permeability greatly increases. La Centrifugeuse Géotechnique de Cambridge effective à des essais routine de modèles de sol, pouvant atteindre un volume de 0·2 m3 et des accélérations 125 g. Les effets du poids intrinsèque, dans le cas des modèles et des prototypes correspondants, ont été identiques à quelques pour cent près. L'infiltration et la diffusion de l'eau interstitielle dans la section plane d'un tunnel non enduit servent à illustrer les relations d'échelle. Le comportement contrainte/déformation du sol varie en fonction du changement de la pression effective p′ et du volume spécifique V. Une théorie de plasticité explique la consolidation et le fluage cisaillement à des états au-dessus du niveau critique mais, en dessous de ce niveau, il y a rupture ou fracture. Comme gamme de valeurs d'une nouvelle liquidité équivalente LI5 = LI+0·5 log (p′/S) associée au fluage, nous avons l·9<LI5<l; dans le cas de la rupture, nous avons 1<LI5<0·5 et dans le cas de fracture, 0·5 LI5. Un des exemples de modélisation en centrifugeuse concerne des tunnels en sol mou s'approchant des états critiques (LI5= 1), pour lesquels on peut observer que l'affrais-sement plastique correspond très sensiblement aux états limites inférieurs et supérieurs de la théorie de plasticité. Par contraste, un autre exemple de modélisation en centrifugeuse que l'on donne concerne les glissements par liquéfaction dans des terrains dont l'état n'est pas aussi proche de l'état critique. Dans deux cas bien connus, à savior les glissements par liquéfaction des Berges de la Rivière Mississippi et ceux de l'argile sensible de la Mer Champlain, les essais de modèles conduisent à penser qu'au moment de la rupture, c'est l'apparition brusque de fissures qui provoque la déstabilisation du terrain au moment où sa perméabilité s'accroît considérablement.

Synopsis The consequences of the assumption that soil is an isotropic, elasto-plastic, continuous medium are examined. A new energy equation is proposed, well supported by experimental evidence, from which a stress-strain relationship is developed for virgin and lightly overconsolidated clays. An alternative stress-strain relationship is derived from the “normality condition” specified in the theory of plasticity, and this is shown to be identical to that proposed by Roscoe and Poorooshasb (1963). These two relationships are then combined to give, in terms of only four fundamental soil constants, a unique stress-strain relationship, simple equations for a new state boundary surface and a unique yield locus or plastic potential. The shape of these surfaces necessitates a complete revision of currently accepted pictures of the mechanism of virgin consolidation and entails the possibility of the occurrence of shear distortion under isotropic stress. The concept is supported by experimental evidence obtained from creep tests. Finally it is suggested that if the theory is accepted then soil testing procedures may be greatly simplified, and that new methods may be applied to solve earth pressure problems. Les conséquences de l'hypothèse selon laquelle le sol est un milieu isotrope, de plasticité élastique et continu sont examinées. On propose une nouvelle équation d'énergie d'après laquelle on développe un rapport entre les contraintes et la déformation pour des argiles surconsolidées vierges et légères. On déduit un rapport alternatif entre les contraintes et la déformation d'après la “condition de normalité” spécifiée dans la théorie de plasticité et on montre qu'il est identique à celui proposé par Roscoe et Poorooshasb (1963). Ces deux rapports sont alors réunis pour donner, avec seulement quatre constantes de sol fondamentales, un rapport unique entre les contraintes et la déformation et des équations simples pour une nouvelle surface-limite de l'état existant et aussi un potentiel unique pour le lieu géométrique de limite élastique ou la plasticité. La forme de ces surfaces exige une révision complète des points de vue acceptés couramment sur le mécanisme de consolidation vierge et entraîne la possibilité de déformation par cisaillement sous des contraintes isotropes. Cette conception est supportée par l'évidence expérimentale obtenue des essais de fluage. Enfin on suggère que si la théorie est acceptée les méthodes à suivre pour les essais de sols seraient grandement simplifiées, et de nouvelles méthodes pourraient être appliquées pour résoudre les problèmes de pression terrestre.

A model container used on a shaking table should cause stress and strain in the model similar to that in a soil layer of infinite lateral extent and finite depth. This paper reports the design and results of preliminary tests of a new type of centrifuge model container for earthquake tests–an equivalent-shear-beam container. The model is made of rectangular frames of aluminium alloy spaced by rubber layers so as to achieve the same dynamic stiffness as the soil it contains. To sustain the complementary shear stresses induced by base shaking at each end wall, a flexible and inextensible frictional sheet is introduced. Data of centrifuge tests indicate that this model container satisfies certain requirements for an ideal model confinement for centrifuge modelling of earthquake design conditions. Une table vibrante pourrait induire sur un boiler-prototype les mêmes contraintes et déformations que sur une couche de sol d'épaisseur fine et d'extension latérale infinie. L'article décrit le nouveau prototype (equivalent-shearbeam container) mis en oeuvre pour des essais sismiques en centrifugeuse et les résultats des essais préliminaires réalisés. Ce prototype est constitué de plusieurs structures rectangulaires en alliage aluminium séparées par des couches de caoutchouc, de fa¸on à ce qu'il ait la m&circme raideur dynamique que le sol qu'il contient. Une feuille de friction flexible et inextensible a été introduite pour absorber les contraintes de cisaillement supplémentaires issues du vibrage de la base des parois. Les essais de centrifugation réalisés montrent que ce prototype satisfait à certaines conditions requises par le modèle idéal de confinement qui permettrait de modéliser les séismes en centrifugeuse.