The plastic deformation of a silty clay under creep and repeated loading

Abstract

Previous investigations have indicated a similarity in the behaviour of clay under repeated loading compared with that under creep loading. A series of triaxial tests, using both these loading régimes, was carried out on reconstituted samples of a silty clay in order to quantify this similarity in terms of the relationship between stress and plastic strain. The samples were consolidated isotropically in the triaxial cell and brought to various overconsolidation ratios between 4 and 10. Undrained creep and repeated load tests were carried out using servo-hydraulic test equipment. The repeated load tests involved sinusoidal variation of deviator stress at a frequency of 10 Hz and constant confining stress. The development of plastic strain and mean pore-pressure in both types of test was shown to be similar. The results were expressed in terms of plastic strain rate as a function of time, applied deviator stress and stress history. The sinusoidal stress pulse was approximated by a step function which allowed the creep test results to be used to successfully predict the behaviour under repeated loading. Further tests indicated that short rest periods between trains of deviator stress pulses did not affect the development of plastic shear strain. Des recherches antérieures ont montré une similitude entre le comportement de l'argile sous l'effet de chargements répétés et celui sous l'effet de chargements permanents entraînant le fluage. Une série d'essais triaxiaux utilisant ces deux modes de chargement, a été exécutée sur des échantillons reconstitués d'une argile limoneuse, afin de prendre en compte cette similitude sous forme de relation entre contrainte et déformation plastique. Les échantillons furent consolidés d'une façon isotrope dans la cellule triaxiale et amenés à divers taux de surconsolidation compris entre 4 et 10. Les essais de fluage non drainés et les essais de chargements répétés ont été exécutés en utilisant un équipement servo-hydraulique. Les essais de chargements répétés ont comporté une variation sinusoïdale du déviateur à une fréquence de 10 Hz avec une contrainte constante retenue. Le développement de la déformation plastique et de la pression interstitielle moyenne dans les deux types d'essai étant similaire. Les résultats ont été exprimés sous forme de taux de déformation plastique en fonctions du temps, de déviateur appliqué et de l'histoire des contraintes. La pulsation de la tension sinusoïdale a été approchée par une étape qui a permis aux résultats d'essai de fluage d'être utilisés afin de prédire avec succès le comportement sous chargements répétés. d'autres essais ont montré que de courtes périodes de pose entre les applications des pulsations du déviateur n'affectaient pas le développement de la déformation de cisaillement plastique.