Evaluation of the viscous behaviour of clay using generalised overstress viscoplastic theory

Abstract

In this paper, generalised elastic-viscoplastic (EVP) theory combined with a power law is used to derive simplified equations relating undrained shear strength and preconsolidation pressure to strain rate. An additional equation is derived relating the strain-rate parameter in EVP theory to the secondary compression index. The derived equations are used to evaluate the rate-sensitive and drained creep response of 20 clays reported in the literature. The evaluation shows strong evidence that the rate-sensitivity and time-dependency of clay in compression can be described simultaneously using the generalised EVP theory and power law. In addition, the constitutive parameter governing rate-sensitivity in EVP theory appears to be unique for constant rate-of-strain tests such as undrained triaxial compression and drained oedometer compression as well as stress controlled tests such as drained oedometer creep. To conclude, an approach to select the viscous parameters for clay is provided.Dans la présente communication, on utilise une théorie élastique-viscoplastique (EVP) généralisée alliée à une loi exponentielle pour dériver des équations simplifiées permettant de calculer les rapports entre la résistance au cisaillement non drainé et la pression de préconsolidation d'une part, et la vitesse de déformation de l'autre. On dérive également une équation supplémentaire mettant en rapport le paramètre de vitesse de déformation dans la théorie EVP et l'indice de compression secondaire. On utilise les équations dérivées pour évaluer la réponse sensible à la vitesse et à la reptation drainée de vingt argiles mentionnées dans la documentation. Cette évalua-tion apporte des éléments démontrant que la sensibilité à la vitesse et la dépendance temporelle de l'argile sous compression peuvent être décrites simultanément avec la théorie élastique-viscoplastique (EVP) généralisée et la loi exponentielle. En outre, le paramètre constitutif régissant la sensibilité à la vitesse dans la théorie EVP semble être unique pour des essais de vitesse de déformation constante, comme la compression triaxiale non drainée et la compression à l'oedomètre drainé, ainsi que des essais contrôlés par les contraintes, comme la reptation à l'oedomètre drainée. Pour conclure, la communication pré-sente une méthode de sélection des paramètres visqueux pour l'argile.

Comparison of Anisotropic Rate-Dependent Models for Modeling Consolidation of Soft Clays

“…1(a)], and it is assumed that no rate-dependent behavior occurs when the stresses are within the surface. This basically means that there is a threshold value of effective stresses that needs to be exceeded before rate-dependent behavior starts, as discussed by Qu et al (2010). In contrast, in the ACM model, the boundary between the large irrecoverable strains and the relatively small strains is called normal consolidation surface (NCS) [see Fig.…”

Influence of strain-rate on hydromechanical behavior of highly compacted GMZ01 bentonite

“…In fact, in the past decades, time-dependency of the deformation property of saturated clay was widely reported in literatures (Leroueil et al, 1985;Crawford, 1986;Leroueil & Marques, 1996;Tatsuoka et al, 2002;Kim & Leroueil, 2001;Den Haan & Kamao, 2003;Imai et al, 2005;Tanaka et al, 2006;Watabe et al, 2008;Qu et al, 2010;Degago et al, 2011；Ye et al, 2014. Through conducting a small-scale physical model…”

Performance of a reinforced embankment on a sensitive Champlain clay deposit

“…Figure 5 shows the effect of strain rate on the apparent preconsolidation 192 pressure for Saint Alban clay (Leroueil et al 1988). The strain rate exponent (n) was established 193 from the reciprocal of slope of log ( p V c ) -log ( a H ) relationship (Qu et al 2010 subjected to any strain rates faster than the threshold limit, the strain rate effect will be 199 mobilized. However, for Saint Alban clay, the foundation soil still exhibits the effect of strain 200 rate-sensitivity even at strain rates as low as The structure parameter ( o Z ) can be estimated from either (i) peak versus remolded 206 undrained shear strength or (ii) from intrinsic versus structured preconsolidation pressure (Qu 207 2008).…”