The mechanical behaviour of frozen earth materials under high pressure triaxial test conditions

Abstract

The paper decscribes an investigation of the effects of confining pressure on the shear strength of frozen soil. Triaxial compression tests were conducted on two ice-saturated frozen soils to a confining pressure of 40 kip/sq.in.at – 10°C. The shear strength was observed to change with increasing mean stress in three distinct regions. At low mean stresses the shear strength remained constant or increased, at intermediate mean stresses the shear strength decreased, and at high mean stresses the shear strength increased. It is suggested that interpatricle friction and particle interlocking, unfrozen water content, pressure melting, and the ice/water phase change are the factors that most influence the triaxial compression behaviour of frozen soils. La communication décrit une recherche relative aux effets de la pression latérale sur la résistance au cisaillement des sols gelés mesurée au triaxial. On a effectué des essais triaxiaux sur deux sols saturés gelés avec une pression latérale de 40 ksi à – 10°C. On a constaté qui'll y a trois possibilités de vaiation de la résistance au cisaillement avec l'augmentation de la contrainte moyenne. Aux faibles valeurs de contrainte moyenne. la réistance au cisaillement reste constante ou augmente, pour les valeurs intermédiatires de la contrainte moyenne, la résistance au cisaillement décroît et pour les grandes valeurs de la contrainte moyenne, la résistance au cisaillement augmente. On estime que les principaux facteurs an qui influencent le comportement des sols gelés en compression triaxiale sont le frottement intergranulaire, l'enchevêtrement des particules, le pourcentage d'eau non gelée, la pression de fusion de la glace et le changement de phase glace-eau.