Soil-water characteristic curve and consolidation behavior for a compacted silt

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Abstract

Measurement of the soil-water characteristic curve (SWCC) in the laboratory is commonly conducted under zero confining pressure. However, in the field, the soil is under a confining stress. Therefore, it is important to study the effects of the confining stress on SWCC. In addition, the consolidation curve is normally generated under saturated conditions. However, the soil above the water table is usually unsaturated. Hence, it is also necessary to investigate the effects of matric suction on the characteristics of the consolidation curves. This paper presents the SWCCs under different net confining stresses and the isotropic consolidation curves under different matric suctions that describe the volume change characteristics of unsaturated soils with respect to stress state variables, net normal stress, and matric suction. A series of SWCCs was determined for statically compacted silt specimens in a triaxial cell apparatus under different net confining stresses. Isotropic consolidation tests under different matric suctions were also carried out. The results of the SWCC tests show that the air-entry value increased with increasing net confining stress. The yield points (i.e., yield suction, s0) obtained from the SWCC tests also increased with increasing net confining stress. The results of isotropic consolidation tests indicate the strong influence of matric suction on compressibility and stiffness of the compacted silt specimens.

Le mesure de la courbe caractéristique sol-eau « SWCC » en laboratoire est communément réalisée sous des pressions de confinement nulles. Cependant, sur le terrain le sol a une pression de confinement. En conséquence, il est important d'étudier les effets de la contrainte de confinement sur la SWCC. De plus, la courbe de consolidation est normalement établie dans une condition saturée. Cependant, le sol au-dessus de la nappe d'eau est habituellement dans une condition non saturée. Donc, il est aussi nécessaire d'étudier les effets de la matrice de succion sur la caractéristique des courbes de consolidation. Cet article présente les courbes SWCC sous différentes pressions nettes de consolidation et les courbes de consolidation isotrope sous différentes matrices de succion qui décrivent les changements caractéristiques des sols non saturés par rapport aux variables de l'état des contraintes, à la contrainte normale nette et à la matrice de succion. Des séries de SWCC ont été déterminées sur des spécimens de sol compactés statiquement dans un appareil triaxial sous différentes contraintes nettes de confinement. On a aussi réalisé des essais de consolidation isotrope sous différentes matrices de succion. Les résultats des essais de SWCC montrent que la valeur d'entrée d'air augmente avec l'augmentation des contraintes nettes de confinement. Les points de limite élastique (i.e., limite de succion, s0) obtenus des essais SWCC augmentent aussi avec l'augmentation des contraintes nettes de confinement. Les résultats des essais de consolidation isotrope indiquent la forte influence de la succion matricielle sur la compressibilité et la rigidité des spécimens de silt compactés. Mots-clés: courbe caractéristique sol-eau, consolidation isotrope, pression interstitielle, changement de volume, minisonde de succion NTU, succion matricielle.[Traduit par la Rédaction]

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