Applicability of power law for describing the rheology of soils of different origins and characteristics

摘要

The rate-dependent rheological behaviour of soils of different origins and characteristics was studied and the applicability of the power law model was examined. The studied soils were divided into three groups: (i) low-activity soils, (ii) high-activity soils, and (iii) silt-rich soils. The results show that the power law applies to all these soils and is representative of soil behaviour in a strain rate range corresponding to debris flows, which is generally not the case with the Bingham model. For low-activity clays, the power law index, n, is typically equal to 0.12 and seems to increase with the plasticity index; it is larger (i.e., in the range of 0.2-0.6) for silt-rich soils. Comparison of n values for tests performed on intact and remoulded low-activity clay specimens indicates that the power law index is possibly strain-rate dependent.Le comportement rhéologique dépendant des taux a été étudié pour des sols ayant des origines et caractéristiques différentes, et l'applicabilité du modèle de la loi de puissance a été examinée. Les sols étudiés étaient divisés en trois groupes: (i) sols avec faible activité, (ii) sols avec activité élevée, et (iii) sols riches en silt. Les résultats montrent que la loi de puissance s'applique pour tous ces sols et est représentative du comportement pour des taux de déformation correspondants à des écoulements de débris, ce qui n'est généralement pas le cas avec le modèle de Bingham. Pour les argiles à faible activité, l'indice n de la loi de puissance est typiquement égal à 0,12 et semble augmenter avec l'indice de plasticité; n est plus élevé, variant de 0,2 à 0,6, pour des sols riches en silt. Des comparaisons entre les valeurs de n obtenues d'essais effectués sur des échantillons intacts et remaniés d'argile à faible activité indiquent que l'indice de la loi de puissance est possiblement dépendant du taux de déformation.