Étude des effets de la température et de la vitesse de déformation sur le comportement mécanique uniaxial du sol gelé et ses relations constitutives

LIANG Jingyu ,  

HU Xiaoxiao ,  

HE Linhong ,  

LU Dechun ,  

WANG Guosheng ,  

摘要

Le sol gelé, en tant que matériau géotechnique composite multiphasé composé de particules de sol, de glace, d'eau et de gaz, présente un comportement mécanique uniaxial avec une sensibilité marquée à la température et à la vitesse de déformation. Cette étude a réalisé 12 séries d'essais de compression uniaxiale sur sol gelé sous différentes conditions de température (-5 ℃, -10 ℃, -15 ℃, -20 ℃) et de vitesse de déformation (10-3 s-1, 10-4 s-1, 10-5 s-1), analysant systématiquement les lois d'évolution des propriétés mécaniques uniaxiales du sol gelé, y compris les régularités de déformation caractérisées par l'augmentation de la résistance et la chute brutale de la déformation ductile dues à la baisse de la température et à l'augmentation de la vitesse de déformation, ainsi que la régulation significative de la contrainte de pointe, de la déformation maximale et de la contrainte résiduelle sous l'effet du couplage température-vitesse de déformation. Pour relever le défi de la modélisation du comportement couplé température-vitesse de déformation, une résistance à la traction triaxiale σT a été introduite sur la base d'une transformation de translation, une expression d'écrouissage viscoélastique corrigée par l'effet de cohésion du modèle de Cambridge a été dérivée, et une expression similaire d'écrouissage en compression uniaxiale du sol gelé a été construite. En construisant une fonction de dégradation de résistance uniaxiale potentielle conduite par la déformation, une relation constitutive décrivant les caractéristiques d'écrouissage/ramollissement du comportement mécanique uniaxial du sol gelé sous différentes conditions de température et de vitesse de déformation a été obtenue. Cinq paramètres du modèle ont été déterminés et vérifiés expérimentalement à partir de l'analyse des résultats des essais liés à la température et à la vitesse de déformation. Les résultats montrent que ce modèle peut efficacement capturer la réponse mécanique du sol gelé sous l'effet du couplage température-vitesse de déformation, offrant un soutien théorique pour la conception et l'analyse des projets liés à la mécanique du sol gelé.

关键词

sol gelé; température; vitesse de déformation; essai de compression uniaxiale; relations constitutives

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