Yield stress, volume change, and shear strength behaviour of unsaturated soils: validation of the SFG model

摘要

The model recently presented by Sheng, Fredlund, and Gens, known as the SFG model, provides a consistent explanation of yield stress, shear strength, and volume change behaviour of unsaturated soils as functions of suction. All these functions are based on one single equation that defines the volume change with suction and stress changes. This paper provides a systematic validation of the equation and the derived shear strength criterion against experimental data. The experimental data used include those for samples prepared from slurry soils and compacted soils. It is shown that (i) the method currently used to determine yield stresses of unsaturated soils is incorrect, (ii) volume change behaviour of unsaturated soils can be well predicted by the SFG model, and (iii) shear strength behaviour of unsaturated soils can be represented very well by the criterion in the SFG model.Le modèle présenté récemment par Sheng, Fredlund et Gens, connu sous le nom de modèle SFG, offre une explication consistante de la limite d'écoulement, de la résistance au cisaillement et du comportement lors de variation de volume des sols non saturés en fonction de la succion. Toutes les équations sont basées sur une équation simple qui défini la variation de volume selon la succion et la variation des contraintes. Cet article présente une validation systématique de cette équation et du critère de résistance au cisaillement dérivé de cette équation à partir de données expérimentales. Les données expérimentales utilisées comprennent celles provenant d'échantillons de sols boueux et de sols compactés. Il est démontré que (i) la méthode présentement utilisée pour déterminer la limite d'écoulement de sols non saturés est incorrecte, (ii) le comportement lors de variation de volume de sols non saturés peut être bien prédit par le modèle SFG et (iii)le comportement en résistance au cisaillement de sols non saturés peut être bien représenté par le critère du modèle SFG.