Degradation of soft subgrade soil from slow, large, cyclic heavy-haul road loads: a review: Fid-Bau Portal

Degradation of soft subgrade soil from slow, large, cyclic heavy-haul road loads: a review

Royal, A

L’extrait de ressources dans des endroits éloignés peut exiger des routes de transport temporaire pour le transport de charges très grandes, lentes, et indivisibles (par exemple, des usines, des modules de production d’huile–gaz, des réacteurs pesant plus de 1000 t) sans interruption. Les pauvres sols de fondation peuvent éprouver de plus grandes déformations cycliques et une plus grande dégradation cyclique sous ces conditions que sous les routes conventionnelles, mais la durée de vie courte conçue exclut beaucoup d’options de renforcement de fondation en raison des coûts. Comme il y a peu de recherches sur cette situation unique, cet article synthétise la recherche à partir d’un large éventail d’applications pour discuter les implications sur le comportement prévu du sol. On fait référence à la théorie de l’état critique et à la modélisation par Méthode d’élément distinct (MED) pour développer des concepts fondamentaux en tenant compte des interactions à l’échelle de particules. L’échec cyclique est considéré d’être un processus cinématiquement instable, déclenché par des bandes de cisaillement sur la surface Hvorslev, la liquéfaction de traction ou la liquéfaction méta-stable gouverné par tissu; celui-ci est particulièrement influencé par l’histoire des contraintes et par l’anisotropie. Cet article constate une accumulation de pression d’eau interstitielle sous charge et la dissipation entre les charges est essentielle à la dégradation cyclique et en outre dépend à la durée de charge, à la rotation de contrainte principale et à la fréquence de répétition. Pour les sols liquéfiables méta-stables en particulier, l’inclinaison des contraintes principales est au moins aussi importante dans l’évaluation des risques d’échec que l’ampleur des contraintes. [Traduit par la Rédaction]

Extraction of resources in remote locations can require temporary haul roads to transport extremely large, slow-moving, indivisible loads (e.g., plant, oil–gas production modules, and reactors, weighing in excess of 1000 t) without interruptions. Poor subgrade soils may experience larger cyclic strains and greater cyclic degradation under these conditions than under conventional roads, yet the short engineering life precludes many foundation-strengthening options due to cost. As there is little research into this unique situation, this paper synthesizes research from a broad range of applications to discuss implications on expected soil response. Reference is made to critical state theory and discrete element method (DEM) modelling to develop fundamental concepts considering particle-scale interactions. Cyclic failure is proposed to be a kinematically unstable process, triggered by shear banding on the Hvorslev surface, tensile liquefaction or fabric-governed meta-stable liquefaction; the latter is particularly influenced by stress history and anisotropy. This paper finds pore-water pressure accumulation under load and dissipation between loads are key to cyclic degradation and furthermore to be dependent upon load duration, principal stress rotation, and repetition frequency. For meta-stable, liquefiable soils in particular, inclination of principal stresses is at least as important in assessing failure risk as magnitude of stresses.