Modified Cam-Clay modelling of temperature effects in clays

摘要

The Cam-Clay model for isothermal mechanical behaviour of clays has been extended to take account of the effects of temperature on stress–strain behaviour. The assumptions used in constructing the new model are based on published results and on new data presented in the paper. The model allows prediction of how heating and cooling affect volume changes, pore-water pressures, and strengths for both normally consolidated and overconsolidated saturated clays. It permits modelling of observed reductions in the overconsolidation ratio with increasing temperature. The model provides accessible qualitative explanations for temperature effects that were previously difficult to understand. It will also allow easy implementation for quantitative modelling in triaxial stress fields. Results predicted by the model are compared with data collected by the authors at temperatures up to 100°C. The model does not account for changes that occur in clay minerals at higher temperatures, for example, in bentonites at temperatures higher than about 150°C.Key words: clay, triaxial, temperature, modelling, elastic–plastic, Cam-Clay.Le modèle Cam-clay pour le comportement mécanique isothermique a été élargi pour prendre en compte les effets de la température sur le comportement contrainte–déformation. Les hypothèses utilisées pour construire le nouveau modèle sont basées sur des résultats publiés et sur de nouvelles données présentées dans l'article. Le modèle permet de prédire comment le réchauffement et le refroidissement affectent les changements de volume, les pression interstitielles, et les résistances dans les argiles saturées tant normalement consolidées que surconsolidées. Il permet de modéliser les réductions observées du rapport de surconsolidation avec l'accroissement de la température. Le modèle fournit des explications qualitatives à la portée de tous pour les effets de température qui étaient antérieurement difficiles à comprendre. Il va aussi permettre la réalisation facile de modélisations quantitatives dans des champs de contraintes triaxiales. Les résultats prédits par le modèle sont comparés aux données colligées par les auteurs à des températures atteignant 100°C. Le modèle ne tient pas compte des changements qui se produisent dans les minéraux argileux aux températures plus élevées, comme par exemple dans la bentonites à des températures plus élevées que 150°C.Mots clés : argile, triaxial, température, modélisation, élastique–plastique, Cam-clay.[Traduit par la Rédaction]