Finite element formulation of unsaturated soil and its application on bearing capacity problems

This paper presents a finite element formulation and governing equations for fully coupled analysis of unsaturated soil. The spatial and temporal discretization of the governing equations is achieved using the Galerkin method and the backward interpolation scheme, respectively. These equations are implemented into a general finite element program. A series of numerical analyses are carried out to simulate laboratory tests on samples of unsaturated soil and to demonstrate the accuracy of the proposed model. The numerical results are compared with experimental data from the literature. The capability of the proposed model is demonstrated by a series of analyses of footings on saturated and unsaturated soil medium. It is shown that suction developed in unsaturated soil has a direct impact on the bearing capacity of foundations.

Cet article présente une formulation par éléments finis et les équations gouvernant pour l'analyse entièrement couplé de sol non saturé . La discrétisation spatiale et temporelle des équations est réalisée en utilisant la méthode de Galerkin et le schéma d'interpolation en arrière, respectivement . Ces équations sont mis en oeuvre dans un programme général de l'élément fini. Une série d'analyses numériques sont effectués pour simuler des essais en laboratoire sur des échantillons de sol non saturé et pour démontrer la précision du modèle proposé. Les résultats numériques sont comparés avec les données expérimentales de la littérature. La capacité du modèle proposé est démontré par une série d'analyses de semelles sur le milieu de terrain saturés et insaturés. Il est montré que l'aspirationdéveloppé dans le sol insaturé a un effet direct sur la capacité portante des fondations.