Some normally consolidated soft soils manifest strength sensitivity, ie these soil manifest strain softening when shear in an undrained mode. These soils, referred to as sensitive soft soils, have the typical features of strain hardening in drained shearing and strain softening in undrained shearing. The consolidation lines of these soils are also curved (concave upwards) in the semi-log space. However, under high consolidation stress or upon large shearing, these soils re-gain the features of re-constituted soil. Ground improvement methods like stone columns were reported as not effective when installed in the sensitive soft clays. But mechanism of the un-effectiveness of the stone columns remains unknown because of lack of a suitable and simple model for simulating the stress-strain behaviours of sensitive soft soils. Although these soils have a meta-stable micro-structure, models that developed for simulating structured firm soils are not suitable for simulating sensitive soft soil features. Thus, a new model was formulated. The new model can degenerate back to a Modified Cam Clay model. The ability of new model in simulating a range of behaviour was verified by using the finite difference (FD) method in solving the partial differential equations of the soil model for a range of tri-axial test conditions. The model was further implemented in coupled analysis formulation and coded into FEM program AFENA. Various cases with different soil parameters were then simulated and compared with the FD solutions for various triaxial tests so as to check the stability of the FEM code. The coupled FEA was then used to simulate the performance of geosynthetic-encased stone columns. A new stone column element and a geo-encasement element were developed and coded into AFENA. The stone column simulations were then done for both non-sensitive soils (represented by Modified Cam Clay model) and sensitive soft soil (represented by the new model). Parametric study was conducted to examine the performance of the geo-encased stone columns in both types of soils. Furthermore, two different installation methods: wished-in installation and full displacement installation were studied numerically. Cross comparison was done to investigate how the sensitive soft soil features interact with the installation method in affecting the performance of the geo-encased stone columns. A range of factors that influence the geosynthetic-encased stone columns performance installed in soft soils were also made clear.

Les projets géotechniques deviennent de plus en plus complexes et il s’avère alors nécessaire de caractériser de manière complète le comportement du sol dans les différentes plages de déformations sollicitées par le projet. Cependant les moyens mis en place lors de ces études sont souvent limités à quelques essais ponctuels lesquels ne donnent pour la plupart qu’une information liée à la résistance du terrain. Afin de caractériser de manière complète le comportement du sol avec la déformation, ce travail expose une étude détaillée de l’évolution du module de cisaillement avec la déformation en utilisant les méthodes d’ondes de surface, les essais géotechniques de laboratoire de mécanique des sols et les essais géotechniques in situ au pressiomètre. Des essais plus sophistiqués tels que l’essai à la colonne résonnante étau triaxial cyclique ont été aussi utilisés dans ce cadre. Le programme expérimental a permis de déterminer que le comportement du sol est non linéaire avec la déformation. Les observations réalisées ont permis de pouvoir proposer une démarche de caractérisation du comportement du sol en cas de disposition d’une information partielle. Ce mémoire de thèse présente une synthèse des données collectées par différents types d’essais in situ et en laboratoire qui ont permis de décrire l’évolution du module de cisaillement dans les différentes plages de déformations / The difficulty of dealing with complex geotechnical projects implies the necessity to determine adequately soil’s behaviour with strain’s increase. The information provided for these geotechnical studies mostly concerns soil’s in situ resistance and it is only punctual. In order to fully characterize soil’s behaviour with strains, this work exposes a detailed study of the shear modulus evolution with increasing strain by using surface waves methods, geotechnical laboratory tests such as soil mechanics tests and geotechnical in situ tests such as pressure meter test. More sophisticated tests such as resonant column test and cyclic triaxial test have been also used for this purpose. The experimental program described soil behaviour as being nonlinear. This observed behaviour permitted to propose an approach of characterizing the behaviour of soil incase if the needed information is only partial. This thesis manuscript presents a data synthesis of different types of in situ and laboratory tests which allowed describing soil shear modulus evolution for different ranges of deformation

No description available.

Das Ohde-Kolloquium 2018 mit der traditionellen Überschrift — Aktuelle Themen in der Geotechnik – wird wieder in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Wasserbau an der Technischen Universität Dresden veranstaltet. Damit werden die beiden Wirkungsstätten von Professor Johann Ohde gewürdigt, mit denen er seine Lehr- und Forschungstätigkeit verknüpft hat. Die Beiträge des diesjährigen Kolloquiums können grob in drei Themengruppen unterteilt werden: • Bodenverhalten • Feld- und Modellversuche • Numerik und Anwendungen Die meisten Themen sind eng mit der Komplexität des Bodenverhaltens verbunden. In Abhängigkeit ihres Zustandes und einer aufgebrachten Belastung können Böden verschiedene Zustandsformen – gasförmig, flüssig und fest. Insbesondere der Übergang vom Feststoff zur Flüssigkeit (Bodenverflüssigung, hydraulischer Grundbruch, usw.) ist mit einem hohen Schadenspotenzial für Bauwerke und Menschen verbunden. Modellversuche im Labor und Monitoring im Feld sind für das Verständnis und die rechtzeitige Erkennung der Gefahrenzustände unumgänglich. Inwieweit die jetzigen Prognosen ausgereift sind, zeigen die numerischen Berechnungen für ausgewählte Anwendungen.:Bewertung von Scherversuchen aus Vergleichsuntersuchungen an feinkornigem Boden -- Erik Schwiteilo, Ivo Herle Experimentelle Untersuchungen zur Rissinitiation hydraulisch belasteter feinkörniger Böden -- Helen Günther Verdichtung und Zustandsbeschreibung gemischtkörniger Böden -- Carsten Lauer, Jens Engel Zur Strukturentwicklung granularer Materialien in Scherversuchen -- Max Wiebicke, Edward Andò, Gioacchino Viggiani, Ivo Herle Ein erweitertes Bounding Surface Modell für die Anwendung auf allgemeine Spannungspfade im Sand -- Katharina Bergholz Anwendung der Dimensionsanalyse zur Untersuchung des Erosionsdurchbruches in feinkornigen Boden -- Johannes Welsch, Ivo Herle Laborversuche und Berechnungen zur Ermittlung der wirksamen Wandschubspannungen im Hole-Erosion-Test zur Bestimmung der Erosionsparameter bindiger Böden -- Manuel Hark Beurteilung der Verflüssigungsneigung grobkörniger Böden -- Bozana Bacic Untersuchungen zur Gebrauchstauglichkeit der Gründungen von Offshore-Windenergieanlagen -- Torsten Wichtmann 1g Modellversuche mit granularen Säulen in organischen Böden -- Marcel Ney, Frank Rackwitz Bodenverdichtung - Experimentelle und numerische Untersuchungen -- Holger Pankrath Herausforderungen für die Spezialtiefbau-Forschung -- Wolfgang Wehr Zur Prognose von Ersatzfedersteifigkeiten von Tiefgründungssystemen am Beispiel der Itztalbrücke -- Thomas Meier Dynamische numerische Berechnungen zur Bewertung der Standsicherheit von Erddämmen unter Erdbebeneinwirkung -- Jamal Hleibieh, Ivo Herle CFD Simulation von Fluidstromung in Gesteinskluften mit OpenFOAM -- Maxim Finenko, Heinz Konietzky