Relationship between soil structure and mechanical behavior for an expansive unsaturated clay

Author： Miao Linchang Houston Sandra L Cui Ying Yuan Junping

ISSN： 1208-6010

Source： Canadian Geotechnical Journal, Vol.44, Iss.2, 2007-02, pp. : 126-137

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Abstract

To investigate the soil structure and mechanical behavior of an unsaturated expansive clay soil, triaxial and mercury intrusion tests have been performed and are presented in this paper. Also an optical test system was developed for studying the internal structure evolution of the unsaturated expansive soil during shear-loading tests. The research results show a linear relationship between the cohesion intercept and the degree of saturation of the unsaturated clay for the test data. For the tested soil, the pore-size distribution curves were found to be bimodal. The measurement results from mercury intrusion tests confirm that the micropores of Guangxi expansive soils of this study remain constant, and that the macropores vary with the dry density of soil samples. Comparing the volumetric strain curves with the soil particle area curves, some correlation and dependence on the macropore variation of soil samples during shear-loading tests can be shown to exist.Key words: soil structure, mechanical behavior, unsaturated soil, mercury intrusion, expansive clay.Afin d'étudier la structure du sol et le comportement mécanique d'un sol argileux gonflant non saturé, on a réalisé des essais triaxiaux et des essais d'intrusion de mercure, et les résultats sont présentés dans cet article. On a aussi développé un système d'essai optique pour étudier l'évolution de la structure interne du sol gonflant non saturé au cours de l'essai de chargement en cisaillement. Les résultats de la recherche montrent qu'il y a une relation linéaire entre l'interception de la cohésion et le degré de saturation de l'argile non saturée pour les données d'essai. Pour le sol étudié, on a trouvé que les courbes de distribution des grosseurs de pores étaient bi-modales. Les résultats des mesures des essais d'intrusion de mercure confirment que les micropores des sols gonflants de Guangxi de cette étude demeurent constants, et que les macropores varient avec le poids volumique sec des échantillons de sol. Comparant les courbes de déformation volumétrique avec les courbes de surface des particules, on peut montrer qu'il existe entre elles des corrélations et des dépendances de la variation des macropores des échantillons de sol durant les essais de chargement en cisaillement.Mots-clés : structure du sol, comportement mécanique, sol non saturé, intrusion de mercure, argile gonflante.[Traduit par la Rédaction]