A strength criterion for frozen sodium sulfate saline soil: Fid-Bau Portal

A strength criterion for frozen sodium sulfate saline soil

Lai, Yuanming

La teneur en sel est avérée être un facteur d’influence importante sur les propriétés mécaniques des sols salins congelés, dont son critère de résistance est différent de celle des sols salins dégelés ou des sols gelés sans sels. Dans cet article, une série d’essais triaxiaux classiques sont effectués pour les sols salins congelés avec du sulfate de sodium à la température de –6 °C. Un critère de résistance de sols salins congelés, y compris l’influence de la teneur en sel, est établi en utilisant la théorie généralisée de la résistance non linéaire. Sur la base de résultats d’essais triaxiaux classiques, une expression de pression modifiée hydrostatique est proposée, conformément à la fonction de la résistance critique du modèle Cam clay modifié dans le plan méridien. L’influence de la teneur en sel sur la résistance au cisaillement des sols salins congelés est étudiée en fonction de leurs courbes de température de congélation, et aussi la formation de cristaux de glace et de sel. La relation entre la teneur en sel et l’angle de frottement est analysée. Le critère de la résistance proposé de sol salin congelé est prouvé fiable par des essais triaxiaux d’allongement par extrusion. Ce critère peut raisonnablement refléter les principales caractéristiques de résistance non linéaire des sols salins congelés, y compris les influences de l’évolution de la teneur en sel, de la fusion et du broyage de glace sous pression. [Traduit par la Rédaction]

Salt content has been proven to be an important influencing factor on the mechanical properties of frozen saline soils, whose strength criterion is different from that of unfrozen saline soils or frozen soils without salts. In this paper, a series of conventional triaxial tests are carried out for frozen saline soils with sodium sulfate at a temperature of –6 °C. A strength criterion of the frozen saline soils, including the influence of salt content, is established by using the generalized nonlinear strength theory. Based on conventional triaxial test results, a modified hydrostatic pressure expression is proposed according to the critical strength function of the modified Cam clay model in the meridian plane. The influence of salt content on the shear strength of the frozen saline soils is investigated according to their freezing temperature curves as well as the formation of salt and ice crystals. The relationship between salt content and friction angle is analyzed. The proposed strength criterion of frozen saline soil is proved to be reliable by extrusion elongation triaxial tests. This criterion can reasonably reflect the major nonlinear strength characteristics of frozen saline soils, including the influences of change in salt content, pressure melting, and ice crushing.