Cylindrical shafts are often used as earth retaining structures for different geotechnical engineering applications (e.g. underground tunnels, pumping stations and hydroelectric projects). Due to their simplicity, classical earth pressure theories are usually used for shaft design. These theories were developed for two-dimensional plane strain problems. Several theoretical methods have been proposed to estimate the axisymmetric active earth pressure on cylindrical shafts, however there is no general agreement on the radial earth pressure distribution along the shaft. In addition, the wall movement needed to reach the calculated pressures is not completely understood. In this thesis, an experimental investigation has been conducted to study the distribution of earth pressure on a cylindrical wall embedded in dry sand and subjected to radial displacements. The initial and progressive changes in earth pressure along the shaft were continuously measured for different wall displacements. The results indicated a rapid decrease in the lateral earth pressure when a small wall movement was introduced. The earth pressure distribution along the shaft reached a minimum uniform value and became independent of any additional wall displacement, when a movement of about 2.5% of the shaft radius, or 0.2% of the wall height, was applied. It was concluded that present design standards overestimate the active earth pressure around cylindrical walls, and the difference between design and actually pressure values increases with depth. The experimental results were also compared with some of the available theoretical solutions for axisymmetric conditions; it was found that at wall movements greater than or equal to about 1 % of the wall height, the measured pressures fell into the pressure range calculated using Cheng and Hu (2005) method. / Les puits cylindriques sont souvent utilisés comme structures de soutènement de sol dans différentes activités géotechniques (ex. tUlli1els souterrains, stations de pompage et projets hydroélectriques). La simplicité des théories classiques de pression du sol est la raison principale pour leurs utilisations dans la conception des puits. Ces théories ont été développées pour les problèmes de déformation plane. Plusieurs méthodes théoriques ont été proposées pour estimer la pression axisymétrique active du sol sur les puits cylindriques, mais il n'existe toujours pas un consensus général sur la distribution radiale des pressions du sol sur les revêtements de puits. En plus, le mouvement nécessaire des murs pour atteindre les pressions calculées n'est pas complètement compris. Dans cette thèse, une investigation expérimentale a été réalisée pour étudier le profil des pressions du sol sur un mur cylindrique enfoui dans du sable sec et contraint à des déplacements radiaux. Le changement initial et progressif des pressions du sol autour des puits a été mesuré constamment pour différents déplacements de murs. Les résultats obtenus ont indiqué une réduction rapide des pressions du sol suite à l'introduction d'un mouvement minime du mur. La distribution des pressions du sol autour des puits a atteint une valeur minimale et uniforme et est devenue indépendante de tout déplacement additionnel du mur quand ce dernier est égal à 2.5% du rayon du puits. En conclusion, les méthodes de conception actuelles surestiment la pression active du sol autour des murs cylindriques, et la différence entre les valeurs de conception et les valeurs actuelles augmentent avec la profondeur. Les résultats expérimentaux ont aussi été comparés avec quelques-unes des solutions théoriques disponibles pour les conditions axisymétriques; on a constaté que pour les mouvements du mur supérieurs ou égaux à environ 1 % de la hauteur du mur, le
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.95607 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Tobar Valencia, Tatiana |
| Contributors | (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Department of Civil Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Theses scanned by McGill Library. |
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