Model ground anchors under gravitational and centrifugal accelerations

Modèles réduits d’ancrage au sol en gravité normale ou en centrifugeuse

¹ John Laing Construction Ltd., formerly research student University of Manchester, England
² Lecturer, Simon Engineering Laboratories, University of Manchester, England

Abstract

Two series of model experiments are reported in which circular plate anchors, 25 mm diameter, buried in beds of dense dry sand within a container 0.770 X 0.770 x 0.500 m, have been tested at effective stress levels appropriate to field anchors.

These stress levels have been obtained by evacuating the void space within the container which was sealed at the surface by a flexible membrane and exposed to external atmospheric pressure or by the action of inertial accelerations generated within a centrifuge.

Load-deflection data are presented for vertical anchor plates pulled towards the boundaries of the container together with changes in normal pressure distribution at these boundaries for a range of initial anchor positions.

Flexibility of the container is shown to have a critical effect on the results from the evacuated models.

The centrifuge models in which boundary deflection is restrained are shown to give more realistic results and using this technique significant changes in anchor pull-out load have been measured for variations in anchor inclination from horizontal to vertical. The pull-out loads have generally been lower than those predicted by other researchers.

Résumé

On traite de deux séries d'essais dans lesquels des plaques circulaires d'ancrage de 25 mm de diamètre, enfouies dans des couches de sable sec à l'intérieur d’un conteneur de 0.770 x 0.770 x 0.500 m, ont été testées sous un régime de contraintes correspondant aux ancrages in situ.

Les niveaux des contraintes ont été obtenus, soit par un vide à l’intérieur de la maquette dont la surface supérieure était scellée par une membrane en caoutchouc, soit par des forces centrifuges.

On présente des courbes efforts-déplacements pour des plaques d'ancrage verticales, tirées vers la paroi du conteneur, ainsi que le changement de la distribution de la contrainte normale sur ces parois pour des valeurs différentes de la position de l'ancrage.

On trouve que la flexibilité du conteneur est critique pour le résultat des essais sous vide. Par contre, les modèles en centrifugeuse où les mouvements latéraux sont bloqués, donnent des résultats plus réalistes.

En utilisant cette technique, on a mesuré des variations importantes de la force d'arrachement, au fur et à mesure que l'ancrage passe d'une position horizontale à une position verticale. Les forces d'arrachement sont inférieures à celles présentées normalement par d’autres auteurs.