Le sol gelé dans la nature est un géomatériau composite multiphase composé de particules solides minérales, de cristaux de glace, d’eau non gelée et d’air poreux. Dans les régions froides, les propriétés de déformation des sols gelés avec différentes teneurs en grains grossiers changent de manière significative sous les cycles de gel-dégel.
Récemment, une équipe de recherche du Northwest Institute of Eco-Environment and Resources de l’Académie chinoise des sciences (CAS) a mené une série de tests de compression triaxiale cryogénique pour étudier les caractéristiques de déformation du sol gelé à -10℃ subissant des cycles de gel-dégel.
L’étude a été publiée dans Acta Géotechnique le 24 février.
Les chercheurs ont proposé un modèle constitutif basé sur la micromécanique pour décrire la réponse mécanique des sols gelés avec différentes teneurs en grains grossiers soumis à différents cycles de gel-dégel.
Des essais de compression triaxiale à basse température sur des sols gelés ont démontré que la variabilité des propriétés mécaniques et de déformation était étroitement liée à la pression de confinement, à la teneur en grains grossiers et aux cycles de gel-dégel.
Ils ont constaté que pour une teneur en grains grossiers donnée et la période de gel-dégel, la réponse contrainte-déformation était non linéaire, élastoplastique avec écrouissage et compactage volumétrique suivi d’une dilatance.
De plus, la pression de confinement était également un facteur important affectant les propriétés mécaniques du sol gelé. Par conséquent, les chercheurs ont utilisé le modèle proposé pour prédire les courbes contrainte-déformation et les courbes de déformation volumétrique du sol gelé sous des pressions de confinement de 0,3 MPa et 1,4 MPa, respectivement.
Les résultats ont montré que le modèle proposé pouvait bien prédire la relation entre la contrainte déviatorique et la déformation axiale, et la relation entre la déformation volumétrique et la déformation axiale.
Plus d’information:
Dan Wang et al, modèle constitutif de milieu binaire basé sur la micromécanique pour le sol gelé en tenant compte de l’influence de la teneur en grains grossiers et des cycles de gel-dégel, Acta Géotechnique (2023). DOI : 10.1007/s11440-023-01831-6
