On measuring creep behaviour in granular materials through triaxial testing

摘要

The first part of the paper describes the precision and long-term stability that are required in triaxial stress-strain measurements and in stress-path control systems to obtain reliable information on creep in granular media. It is shown that membrane penetration and sample end compliance must be accounted for and that lubricated ends and local strain measurements are essential. The temperature sensitivity of each transducer also needs to be assessed, even when working in a temperature-controlled laboratory. The second part of the paper presents illustrative data that were obtained in tests on sand and Ballotini® glass beads. Considerable creep deformations were observed under both isotropic and anisotropic effective stress conditions, even at relatively low pressures where particle breakage was unlikely to be significant. The experiments show how creep depends on the stress conditions imposed, how the strain increment directions change during creep, and how the creep rates stabilize with time.Key words: sand, creep, triaxial test, yielding, membrane penetration.Cet article décrit en premier lieu la précision et la stabilité à long terme qui sont requises dans les mesures de contraintes-déformations triaxiales, et dans les systèmes à cheminement de contraintes contrôlé, de façon à obtenir des informations fiables sur le fluage dans les milieux granulaires. On montre que l'incrustation de la membrane et le degré de liberté des extrémités des échantillons doivent être pris en considération, et que la lubrification des extrémités et les mesures des déformations locales sont essentielles. La sensibilité à la température de chaque capteur doit être évaluée même lorsque les essais sont réalisés dans un laboratoire à température contrôlée. La seconde partie de l'article présente par illustration les données qui ont été obtenues dans les essais sur du sable et des billes de verre. Des déformations de fluage considérables ont été observées dans des conditions de contraintes effectives tant isotropes qu'anisotropes, même à des pressions relativement basses auxquelles il était peu probable que le broyage des particules soit significatif. Les expériences montrent à quel point le fluage dépend des conditions de contraintes imposées, comment les directions des incréments de déformation changent de direction durant le fluage, et comment les taux de fluage se stabilisent avec le temps.Mots clés : sable, fluage, essai triaxial, limite élastique, incrustation de la membrane.[Traduit par la Rédaction]